DE3881508T2

DE3881508T2 - Multischicht-Acryl-Verbundfäden und Verfahren zur Herstellung derselben.

Info

Publication number: DE3881508T2
Application number: DE88301732T
Authority: DE
Inventors: Akiteru Kuroda; Shoji Orino; Hiroyoshi Tanaka
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1988-02-29
Filing date: 1988-02-29
Publication date: 1993-12-09
Anticipated expiration: 2008-03-01
Also published as: EP0330766B1; US5324466A; EP0330766A1; DE3881508D1; US4999245A

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft konjugierte Acrylfasern.

Stand der Technik

Da die durch Konjugieren von zwei oder mehr Arten von Acrylpolymer in einer Bimetallanordnung (d.h. so daß die Polymere in einem Querschnitt durch die konjugierte Faser als Sektoren erscheinen) oder einer Anordnung aus Hülle und Kern durch eine Konjugationsspinndüse hindurch erhaltenen konjugierten Fasern einzigartige und hervorragende dreidimensionale Kräusel aufweisen, sind sie bisher weitverbreitet für Verwendungszwecke wie Bekleidung, Wattierung für Bettzeug und ähnliches eingesetzt worden.
Jedoch ist es wahrscheinlich, daß aufgrund der Unterschiede in der Art und Zusammensetzung der Polymere ungleichmäßiges Färben und Abschälen auftritt. Darüberhinaus ist es im allgemeinen notwendig, die Anzahl der Kräusel zu erhöhen, um konjugierte Fasern mit hoher Voluminosität zu erhalten, aber dann besteht die Tendenz, daß die Fasern einen harten Griff aufweisen, weil das Ausmaß an Schrumpfung nicht proportional der Kräuselanzahlen pro Länge erhöht. Das sind die Nachteile der auf konjugierten Fasern basierenden Produkte.
Des weiteren wird die Spinndüsenvorrichtung kostspieliger, wenn die Anordnung der Spinndüsen bei der Spinntechnik komplizierter wird, und es ist auch besonders schwierig, konjugierte Fasern mit feinerem Denier zu erzeugen. Darüberhinaus bestand das Problem, daß die Fasern einen weit schlechteren Griff als Wolle aufweisen und so weiter, weil der konjugierte Zustand der erhaltenen Fasern zu gleichförmig ist. Gegenüber diesen herkömmlichen konjugierten Fasern vom Bimetallanordnungstyp oder Hülle-Kern-Typ haben die offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 70322/1976 und 75151/1976 eine mehrschichtige konjugierte Faser vorgeschlagen, die durch das Einbringen verschiedener Spinnlösungen aus Acrylpolymeren in einen statischen Mischer erzeugt werden, um sie zu trennen, um eine mehrschichtige Phase zu bilden und diese Phase daraufhin durch eine Spinndüse zu verspinnen. Es wird behauptet, daß die dadurch erhaltenen mehrschichtigen konjugierten Fasern Spinngarne und Erzeugnisse daraus ohne das Auftreten ungleichmäßiger Garne und mit gleichmäßiger Voluminosität ergeben.
Obwohl die so erhaltenen mehrschichtigen konjugierten Fasern im Vergleich mit der Wirkung der herkömmlichen konjugierten Fasern bis zu einem gewissen Grad Verbesserungen beim Mischen und der Voluminosität ergeben, ist jedoch die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser, ausgedrückt als die statistische durchschnittliche Anzahl an einfließenden Spinnlösungsschichten pro Spinnfaden, d.h. die dazu gebracht werden, in jedes Loch der Spinndüse zu fließen, in beiden Fällen gering, nämlich 1,0-2,0 und 0,05-0,5 in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen Nr. 70322/1976 bzw. 75151/1976, da die einzigartigen Querschnittsstrukturen und physikalischen Eigenschaften der Fasern nicht mehr aufrechterhalten werden, wenn die Trennung der Schichten im statischen Mischer zu hoch ist. Daher werden, wie in Figur 2 gezeigt, Fasern, die aus einem Polymer mit einem einzelnen Bestandteil bestehen, nämlich nur einem Komponentenpolymer aus den konjugierten Polymeren, in großen Mengen in den konjugierten Fasern eingeschlossen. Daher gibt es aufgrund der unzureichenden mehrschichtigen Konjugation aus zwei oder mehr Polymerbestandteilen Mängel insofern, als nicht nur die erforderlichen Schrumpfungseigenschaften kaum erzielt werden können, sondern auch die Schrumpfungseigenschaften deutlich schwanken. Diese Tendenz wird mit zunehmendem Unterschied im Molverhältnis zwischen Copolymerzusammensetzungen merkbarer. Darüberhinaus treten, wie oben beschrieben, wenn der Gehalt an einzelnen Fasern, die aus nur einem Komponentenpolymer der konjugierten Polymere bestehen, höher wird, im weiteren Verlauf Ungleichmäßigkeit der Schrumpfungseigenschaften und ungleichmäßiges Färben auf, und es bleiben noch weitere Probleme bei herkömmlichen mehrschichtigen konjugierten Fasern nach dem Stand der Technik.
Die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser kann als die statistische durchschnittliche Anzahl an einfließenden Spinnlösungsschichten ausgedrückt werden, die dazu gebracht werden, in jedes Loch einer Spinndüse zu fließen. Das ist ein theoretischer Wert einer Anzahl von Schichten, die im Bereich einer perfekten Laminarströmung theoretisch in eine einzelne Faser gebracht werden, und kann durch die folgende Gleichung berechnet werden:
Theoretische Anzahl an Schichten pro Faser = Anzahl an getrennten Schichten in der Spinnlösungsphase/K [Anzahl an Löchern in der Spinndüse]
(wobei K eine Konstante ist, die durch die äußere Gestalt der Spinndüsenplatte bestimmt wird, und der Wert von K für eine rechteckige Gestalt 1 und für eine kreisförmige Gestalt 1,1 beträgt).
Andererseits kann, wie beispielsweise die japanische Patentveröffentlichung Nr. 32859/1979 zeigt, eine Acrylfaser mit modifiziertem Querschnitt mit einem Schrumpfungsprozentsatz von 15-25% beim Trocknen und darauffolgenden Verfahren durch Spinnen eines Acrylnitrilpolymers, das 95 Mol-% oder mehr Acrylnitril und 0,7-2,0 Mol-% Vinylmonomer umfaßt, das Sulfogruppen enthält, durch eine Spinndüse hergestellt werden, deren Querschnitt drei oder mehr vorragende Abschnitte mit einem spitzen oder stumpfen Winkel unter einer Spinnreckung von 0,9-1,5 aufweist.
Ein weiterer Vorschlag zur Erzeugung bilaminarer und multilaminarer konjugierter Fasern wird in der GB-A-2010739 beschrieben, worin zwei Spinnlösungen einem dichotomischen Mischsystem zugeführt werden, das links und rechts gewundene Elemente in Serie umfaßt, wobei die vordere Kante eines jeden Elements in einem Winkel von 90º bezogen auf das hintere Ende des vorhergehenden Elements angeordnet ist. Die auf diese Art gemischten Lösungen werden zum Spinnen zu einer Spinndüse geführt, die eine grobe Anzahl an Öffnungen enthält. Wie aus den in der Beschreibung angegebenen Ergebnissen zu sehen ist, kann der Vorschlag zu einer beträchtlichen Anzahl an monolaminaren Fäden führen.
Jedoch weisen die herkömmlichen Fasern mit modifiziertem Querschnitt verschiedene unten beschriebene Probleme auf, die noch nicht gelöst worden sind. So sind ihre mechanischen Eigenschaften, insbesondere Zugfestigkeit und Bruchdehnung und Knotenfestigkeit, geringer als jene von herkömmlichen Acrylfasern, und daher treten beim Spinnvorgang häufig Fliegen und Flusen auf. Es gibt darüberhinaus ein weiteres Problem, das Fasern mit modifiziertem Querschnitt eigen ist, nämlich daß, wenn die Zusammensetzung beim Versuch, dieses Problem zu lösen, modifiziert wird, die Farbtiefe nach dem Färben aufgrund unzureichender/em Dichte und Glanz unzureichend wird. Darüberhinaus besteht das weitere Problem, daß die Voluminosität der Fasern mit modifiziertem Querschnitt kein ausreichend zufriedenstellendes Niveau erreichen kann.
Als Beispiel für einen Versuch, Acrylfasern Wasseradsorptionseigenschaft zu verleihen, offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 139510/1982, daß Acrylfasern Wasseradsorptionseigenschaft verliehen werden kann, indem Acrylfasern, die einen Carbonsäurebestandteil enthalten, mit kochender wässeriger Alkali lösung behandelt werden.
Jedoch gibt es bei den herkömmlichen wasseradsorbierenden Acrylfasern insofern Probleme, als die mechanische Festigkeit nach dem Verleihen der Wasseradsorptionseigenschaft (übliche Alkalibehandlung) im Vergleich mit jener der gewöhnlichen Acrylfasern geringer ist, die Färbeeigenschaft unzureichend ist, die Fasern sich nach Wasseradsorption sehr klebrig anfühlen und es darüberhinaus, da es schwierig ist, wasseradsorbierenden Acrylfasern geeignete Kräusel zu verleihen, daher schwierig ist, zu erreichen, daß sie sich voluminös anfühlen.
Gegen Pilling beständige Acrylfasern sind wohlbekannt. Jedoch ist es schwierig gewesen, gegen Pilling beständige Acrylfasern zu erhalten, die nach der Behandlung mit kochendem Wasser in ausgewogenem Ausmaß Färbeeigenschaft, Voluminosität und Knotenfestigkeit aufweisen.

Zusammenfassung der Erfindung

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung konjugierter Acrylfasern, die wünschenswerte Eigenschaften derartiger Fasern in ausgewogenem Ausmaß aufweisen, das heißt -
daß daraus hergestellte Produkte eine beträchtliche Voluminosität aufweisen und sich weich anfühlen
gutes Ausmaß an Färbeeigenschaft
Beibehaltung der Voluminosität
gute mechanische Eigenschaften wie Zugfestigkeit und Bruchdehnung, Knotenfestigkeit und so weiter.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist in einem ihrer Aspekte die Schaffung einer wasseradsorbierenden konjugierten Acrylfaser mit guten Eigenschaften bezüglich mechanischer Festigkeit, Koaleszenzeigenschaft, keine Klebrigkeit beim Anfühlen, Färbbarkeit und Voluminosität.
Eine mehrschichtige konjugierte Acrylfaser gemäß vorliegender Erfindung umfaßt verschiedene Acrylpolymere, wobei diese Polymere entlang der Faserachse durchschnittlich in mehr als zwei Schichten konjugiert sind, der Schrumpfungsbildungsquotient der konjugierten Acrylfaser in kochendem Wasser 7-15% beträgt und die Schrumpfungsbildungsbelastung in trockener Wärme 5-20 mg/Denier beträgt. Wenn eine derartige konjugierte Acrylfaser wasseradsorbierend sein soll, kann zumindest eines der Acrylpolymere ein Acrylpolymer sein, das 0,3 bis 2,0 mmol/g Carbonsäuregruppen enthält, wodurch der konjugierten Acrylfaser ein Wasserretentionsquotient von 50-500 Gew.-% verliehen wird.
Ein Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen konjugierten Acrylfaser gemäß vorliegender Erfindung umfaßt das Trennen von zwei oder mehr Spinnlösungen aus Acrylpolymeren in Schichten, worin die durch die folgende Gleichung definierte theoretische Anzahl an Schichten pro Faser 3 - 30 beträgt:
theoretische Anzahl an Schichten pro Faser = Anzahl an getrennten Schichten in der Spinnlösungsphase/K [Anzahl an Löchern in der Spinndüse]
(worin K eine Konstante ist, durch die äußere Gestalt der Spinndüsenplatte bestimmt wird, und der Wert von K bei einer rechteckigen Gestalt 1 und bei einer kreisförmigen Gestalt 1,1 beträgt).

Bezugnahme auf die Zeichnungen

Die bei liegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen der konjugierten Acrylfasern gemäß vorliegender Erfindung und das Herstellungsverfahren. In den Zeichnungen:
zeigt Figur 1 ein Querschnittsphoto einer Form von mehrschichtigen konjugierten Fasern gemäß vorliegender Erfindung;
zeigt Figur 2 ein Querschnittsphoto herkömmlicher mehrschichtiger konjugierter Fasern;
zeigt Figur 3 ein Querschnittsphoto einer anderen Form von Fasern gemäß vorliegender Erfindung;
zeigt Figur 4 ein Fließschema, der Verfahrensbedingungen im Spinnverfahrensstadium eines erfindungsgemäßen Verfahrens darstellt;
zeigt Figur 5 eine schematische Skizze von Mischelementen eines statischen Mi schers.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen

Wie in den Querschnittansichten der Figuren 1 und 3 dargestellt, bilden die konjugierten Acrylfasern gemäß vorliegender Erfindung eine mehrschichtige Anordnung - das heißt, die zwei oder mehr Polymerbestandteile sind in Schichtung verteilt,die eine asymmetrische kontinuierliche Anordnung entlang der Faserachse bilden. Die mehrschichtige Anordnung gemäß vorliegender Erfindung unterscheidet sich ziemlich von der Struktur der herkömmlichen konjugierten Fasern, die Bimetallanordnungen oder aus Hülle und Kern bestehende Anordnungen umfassen.
Bei diesen mehrschichtigen konjugierten Fasern tritt die potentielle Schrumpfungskraft zum Bilden dreidimensionaler Kräusel (d.h. Schrumpfungsbildungsbelastung) durch Schrumpfungsbildungsbehandlung und Nachreckbehandlung wie später beschrieben hervor.
Die Acrylpolymere, welche die konjugierte Acrylfaser gemäß vorliegender Erfindung bilden, weisen offensichtlich andere Zusammensetzungen auf, auch wenn die Monomeren die gleichen sind. Jedoch sollten die physikalischen Eigenschaften sich nicht zu stark unterscheiden. Besonders in dem Fall, daß die Acrylpolymere im wesentlichen aus den gleichen zwei Monomeren hergestellt sind, sollte, wenn die Anteile des Hauptmonomerbestandteils und des Comonomers in Mol-% ausgedrückt sind, die maximale Differenz in den molaren Anteilen des Comonomers (des copolymerisierbaren Bestandteils) nicht mehr als 10 betragen, wie bei den Polymeren. Ebenso jedoch werden Fachleute verstehen, daß die Zusammensetzungen der Acrylpolymere sich ausreichend unterscheiden müssen, damit die konjugierte Acrylfaser die erforderlichen Merkmale aufweist. Als Folge kann erwartet werden, daß der Molprozentsatz des Comonomers (oder der maximale Molprozentsatz, wenn es mehr als zwei Polymere gibt) sich um zumindest eine Einheit unterscheidet, wie zwischen den Polymeren.
Auch wenn der Unterschied zwischen den molaren Anteilen der Copolymere sich der Obergrenze nähert, kann das Auftreten von Ungleichmäßigkeit der Schrumpfungseigenschaften ausreichend vermieden werden. Darüberhinaus kann die Farbeigenschaft nach dem Färben, Dichte, der Glanz, die Zugfestigkeit und Bruchdehnung, Knotenfestigkeit und so weiter der genannten konjugierten Fasern in einem größeren Ausmaß als erwartet verbessert werden. Indem mehrschichtige Konjugation aus einem wasseradsorbierenden Acrylpolymer und einem herkömmlichen Acrylpolymer hergestellt wird, bewirkt die mehrschichtige Konjugation darüberhinaus nicht nur sehr wirksam, daß die mechanische Festigkeit von Fasern nach der Wasseradsorptionsbehandlung beibehalten wird, sondern es verschwinden auch die Koaleszenz zwischen den Fasern und das klebrige Gefühl nach der Wasseradsorption.
Um mehrschichtige konjugierte Fasern herzustellen, wird ein Komponentenpolymer von den zwei oder mehreren Komponentenpolymeren mit dem anderen Komponentenpolymer laminiert, um eine kontinuierliche Anordnung entlang der Faserachsenrichtung zu bilden, wobei die durchschnittliche Anzahl der Schichten 2 oder mehr, vorzugsweise 4-15 Schichten, beträgt.
Idealerweise sollten alle Fasern aus einzelnen Fasern bestehen, welche die oben beschriebene mehrschichtige konjugierte Struktur aufweisen, aber in der Praxis weisen nicht alle der die Fasern bildenden einzelnen Fasern notwendigerweise die oben beschriebene konjugierte Struktur auf, und es ist wünschenswert, daß Fasern mit ausreichend hervorragenden Schrumpfungseigenschaften hergestellt werden sollten, indem eine theoretische Anzahl an Schichten pro Faser für konjugierte Polymerbestandteile in einem statischen Mischer und Nachbehandlungsbedingungen der erhaltenen Fasern ausgewählt und angegeben werden sollten.
Es ist notwendig, daß die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Fasern gut ausgewogen sind, und insbesondere der Schrumpfungsbildungsquotient und die Schrumpfungsbildungsbelastung sollten in den Bereichen von 7-15% bzw. 5-20 mg/d (0,44 - 1,8 mN/tex) liegen. Dafür gibt es die folgenden Gründe. Wenn der Schrumpfungsbildungsquotient der genannten Fasern geringer als 7% ist und die Schrumpfungsbildungsbelastung geringer als 5 mg/d (0,44 mN/tex) ist, reicht die Voluminosität der aus den genannten Fasern hergestellten Faserprodukte nicht aus, und das stellt einen schwerwiegenden Fehler der Eigenschaften der Produkte dar. Wenn der Schrumpfungsbildungsquotient andererseits größer als 15% ist und die Schrumpfungsbildungsbelastung größer als 20 mg/d (1,8 mN/tex) ist, fühlen sich die Produkte härter an, und das ist nicht wünschenswert. Besonders im Fall der Fasern mit modifiziertem Querschnitt ist es nicht wünschenswert, daß sich der Eindruck beim Anfühlen der Produkte, insbesondere der leinenartige trockene Griff, der ein wesentliches Merkmal der Fasern mit modifiziertem Querschnitt ist, beeinträchtigt wird. Wenn der Schrumpfungsbildungsquotient und die Schrumpfungsbildungsbelastung innerhalb der angegebenen Bereiche liegen, wird darüberhinaus auch das Ausmaß der Egalfärbung der genannten Fasern deutlich verbessert und die Anfälligkeit für ungleichmäßiges Färben, die bei den herkömmlichen mehrschichtigen konjugierten Fasern und konjugierten Fasern vom Bimetallstrukturtyp festzustellen ist, kann merklich verringert werden.
Weiterhin ist wünschenswert, daß die Schrumpfungsbeibehaltungseigenschaft der erfindungsgemäßen Fasern 30 % oder mehr, vorzugsweise 50 % oder mehr, beträgt. Dann kann z.B. bei einem Färbeverfahren, wo die Fasern in einem gesponnenem Garn durch eine Kraft zurückgehalten werden, ein ausreichendes Maß an Kräuseln gebildet werden, und es ist dadurch möglich, die Voluminosität der Produkte ausreichend und gleichmäßig zu halten und einen weichen Griff zu erzielen.
Des weiteren ist es auch wünschenswert, daß der Schrumpfungsquotient in kochendem Wasser (Behandlung mit kochendem Wasser mit 98ºC oder mehr für 20 Minuten) etwa 5% oder weniger ausmacht, um eine erforderliche Beibehaltung der Voluminosität und Qualität der erfindungsgemäßen Fasern beim Anfühlen zu erhalten.
Der Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, die Schrumpfungsbildungsbelastung und die Schrumpfungsbildungsbeibehaltungseigenschaft sind folgendermaßen definiert.

Schrumpfungsbildungsquotient:

Ein Unterzug mit 2000 Denier und einer Länge von A, mit einer Belastung von 0,4 mg/d (0,035mN/tex) belastet (0,8 g) wird in kochendem Wasser behandelt (98ºC x 20 Minuten), gekühlt, getrocknet (65ºC x 60 Minuten), und die Länge des Unterzugs wird daraufhin gemessen (die gemessere Länge ist B). Der Schrumpfungsbildungsquotient wird durch die folgende Gleichung berechnet.
Schrumpfungsbildungsquotient (%) = {(A-B)/A} x 100
A: Länge der ursprünglichen Probe
B: Länge nach der Behandlung

Schrumpfungsbildungsbelastung:

Aus den Probefasern wird ein vierzähliges Roving-Garn hergestellt. Dieses Garn wird in einer schleifenartigen Form auf ein von Kanebo Co., Ltd., hergestelltes Schrumpfungsbelastungstestgerät gegeben und mit einer Anfangsbelastung von 1 mg/d belastet. Die Temperatur wird von Raumtemperatur erhöht und die Schrumpfungsbildungsbelastung wird bei 140ºC in trockenem Zustand gemessen.

Schrumpfungsbildungsbeibehaltungseigenschaft:

Ein Unterzug mit 2000 Denier und einer Länge von A, mit einer Belastung von 0,2 mg/d (0,018mN/tex) (0,4 g) belastet, wird in kochendem Wasser behandelt (98ºC x 20 Minuten), gekühlt, getrocknet (65ºG x 60 Minuten), und die Länge des Unterzugs danach gemessen (die gemessene Länge ist B).
Ein Quotient (ΔS&sub1;) wird durch die Gleichung (I) berechnet.
ΔS&sub1;(%) ={(A-B)/A} x 100....(I)
A: Länge der ursprünglichen Probe
B: Länge nach den Behandlungen
Andererseits wird ein Unterzug mit 2000 Denier und einer Länge von A, mit einer Belastung von 1,5 mg/d (0,13mN/tex) (3g) belastet, in kochendem Wasser (98ºC x 20 Minuten) behandelt, gekühlt, getrocknet (65ºC x 60 Minuten), und die Länge des Unterzugs wird daraufhin gemessen (die gemessene Länge ist C). Ein Quotient (ΔS&sub2;) wird durch die Gleichung (II) berechnet.
S&sub2;(%) = {(A-C)/A}x 100.... (II)
A: Länge der ursprünglichen Probe
B: Länge nach der Behandlung
Die Schrumpfungsformungsbeibehaltungseigenschaft (%) wird durch die folgende Gleichung unter Verwendung der so erhaltenen Δ S&sub1; und ΔS&sub2; berechnet.
Schrumpfungsbildungsbeibehaltungseigenschaft =
Die erfindungsgemäßen Fasern, deren Schrumpfungsbildungsbeibehaltungseigenschaft 30% oder mehr ausmacht, weisen durch Behandlung zur Herbeiführung der Voluminosität eine von der einschränkenden Kraft in gesponnen Garnen unabhängige Voluminosität auf.
Wenn die Querschnittform der erfindungsgemäßen Fasern ein modifizierter Querschnitt mit zwei oder mehr vorragenden Abschnitten mit spitzem oder stumpfem Winkel ist, konkret ein Vieleck wie ein Drei-, Vier-, Fünf- oder Sechseck, eine Stern-, T-, Y- oder H-Form oder flache Form mit zwei spitzen Enden, können wünschenswerte Faserprodukte hergestellt werden, die trockenen, leinenartigen Griff und Voluminosität aufweisen.
Andererseits werden wasseradsorbierende mehrschichtige konjugierte Acrylfasern durch Wasseradsorptionsbehandlung eines eine Carbonsäuregruppe enthaltenden Acrylpolymers mit alkalischer wässeriger Lösung hergestellt, um sie zu hydrophilisieren und zu vernetzen; und bei dieser Behandlung wird der gewöhnliche Acrylpolymerbestandteil nicht nur das Alkali beeinflußt und kann daher eine erforderliche mechanische Festigkeit beibehalten. Darüberhinaus weist die mehrschichtige Anordnung aus den erfindungsgemäßen Fasern verbesserte Färbeeigenschaft auf, und es ist möglich, Kräusel zu bilden, einen voluminösen Griff ergeben, indem der Unterschied in den Schrumpfungseigenschaften zwischen Polymerbestandteilen (besonders in Alkalilösung) gesteuert wird.
Um die erfindungsgemäßen Fasern mit ausreichenden Wasseradsorptionseigenschaften, stabilen Spinneigenschaften und ohne Koaleszenz zwischen einzelnen Fasern nach der Alkalibehandlung herzustellen, ist es vorzuziehen, daß der Gehalt an Carbonsäure im Carbonsäure enthaltenden Acrylpolymer der Faser im Bereich von 0,3-2,0 mmol/g liegt. Es ist auch vorzuziehen, daß der Wasserretentionsquotient der genannten Fasern im Bereich von 50-500 Gew.-% liegt.
Gemäß vorliegender Erfindung sind der Carbonsäuregehalt pro Fasergewicht und der Wasserretentionsquotient folgendermaßen definiert.

Carbonsäuregehalt pro Fasergewicht (mmol/g)

Etwa 1 g der vollständig getrockneten Probe wird genau gewogen (A g), und 200 ml Wasser werden hineingegeben. 1 N wässeriger Salzsäurelösung wird unter Erwärmen bei 50ºC der Mischung hinzugefügt, um den pH-Wert auf 2 einzustellen, und unter Verwendung von 0,1N wässeriger Natriumhydroxidlösung wird auf die übliche Weise eine Titrationskurve erhalten. Die Menge an wässeriger Natriumhydroxidlösung, die aufgebraucht wird, um die Carbonsäuregruppen (B ml) zu neutralisieren, kann aus dieser Titrationskurve erhalten werden. Der Carbonsäuregehalt wird aus den oben beschriebenen gemessenen Ergebnissen durch die folgende Gleichung berechnet.
Carbonsäuregehalt (mmol/g) =

Wasserretentionsquotient:

Die Probefasern werden in eine Länge von etwa 50-70 mm geschnitten und etwa 3 g davon werden bei 25ºC 1 Stunde lang in Wasser getaucht. Danach werden die Fasern in ein Polyesterfiltertuch (200 Mesh) gegeben, und Wasser zwischen den Fasern wird durch einen Zentrifugaldehydrator (Innendurchmesser 180 mm) unter Rotation bei 3500 UpM entfernt.
Das Gewicht der so hergestellten Probe (W&sub1;) wird bestimmt. Als nächstes wird die genannte Probe in einem Vakuumtrockner bei 80ºC auf ein konstantes Gewicht getrocknet, und das Gewicht (W&sub2;) wird bestimmt. Der Wasserretentionsquotient wird aus den wie oben beschriebenen erhaltenen Ergebnissen durch die folgende Gleichung berechnet:
Wasserretentionsquotient (%) =
Um den erfindungsgemäßen Fasern gute Spinneigenschaft und Beständigkeit gegen Pilling zu verleihen, ist es vorzuziehen, daß die Knotenfestigkeit nach Kochwasserbehandlung im Bereich von 0,8-1,0 g/d (0,07-0,17 N/tex) liegt.
Als nächstes werden Beispiele für die Herstellung der Fasern gemäß vorliegender Erfindung beschrieben.
Als die Acrylpolymere gemäß vorliegender Erfindung können nach dem Stand der Technik bekannte Acrylpolymere verwendet werden, nämlich Modacrylpolymere, die 35 Mol-% oder mehr Acrylnitril enthalten, Acrylpolymere, die 80 Mol.-% oder mehr Acrylnitril enthalten, und ihre Copolymere verwendet werden, und es gibt keine besondere Einschränkung. Jedoch ist es beim Auswählen von zwei oder mehr aus zwei Monomeren ausgewählten Polymeren als die konjugierten Polymere von mehrschichtigen konjugierten Fasern zum Erhalten guter Schrumpfungseigenschaften und Egalfärbungseigenschaft vorzuziehen, daß die maximale Differenz in den Molverhältnissen der Copolymerbestandteile, als Molprozentsätze ausgedrückt, 1-10 und vorzugsweise 1-5 sein sollten. Wenn diese maximale Differenz der Mengen der Copolymerbestandteile weniger als 1 Mol-% beträgt, neigt die Schrumpfungsbildungseigenschaft in kochendem Wasser dazu, sich zu verringern, und wenn dieser Wert über 10 Mol-% liegt, besteht die Tendenz zum Auftreten unerwünschter Probleme, sodaß die Egalfärbungseigenschaft der Faser schlecht wird und die Schrumpfungsbildungseigenschaft, die einen guten Griff der Produkte ergibt, nicht erzielt werden kann.
Als die copolymerisierbaren Bestandteile dieser Acrylpolymere können Vinylverbindungen wie Acrylsäure, Methacrylsäure und ihre Niederalkylester, Itakonsäure, Acrylamid, Methacrylamid, Vinylacetat, Vinylchlorid, Styrol, Vinylidenchlorid und verschiedene saure Monomere einschließlich ungesättigter Sulfonsäuren wie Vinylsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methallylsulfonsäure, p-Styrolsulfonsäure und Salze davon verwendet werden.
Wenn etwa 1-10 Gew. -%, vorzugsweise 2-5 Gew.-%, basierend auf den gesamten Polymeren, der Polymere vom Acrylnitrilstyrolcopolymer-, Zelluloseacetatoder Methylmethacrylattyp mit dem genannten Acrylpolymer koexistieren, kann darüberhinaus in den erhaltenen Fasern eine mikroporöse Anordnung gebildet werden, die höhere Wasseradsorptionseigenschaften aufweist.
Die oben beschriebenen Acrylpolymere werden auf geeignete Weise in organischen Lösungsmitteln oder anorganischen Lösungsmitteln wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Rhodaniden von Alkalimetall wie Lithiumrhodanid, Kaliumrhodanid und Natriumrhodanid, Ammoniumrhodanid, Zinkchlorid und Salzen von Perchlorsäure aufgelöst, um Spinnlösungen herzustellen, deren Polymerkonzentrationen etwa 10-25 Gew.-% ausmachen. Zwei oder mehr zu konjugierende Polymerspinnlösungen können einem statischen Mischer zugeführt werden, um sie in Schichten zu trennen, und danach werden Fasern entweder in einem Naßspinnverfahren hergestellt, bei dem die Lösung in ein Koagulationsbad durch übliche Spinndüsenlöcher extrudiert wird, oder in einem Trockenstrahlnaßspinnverfahren, bei dem die Lösung zuerst durch die genannten Spinndüsenlöcher in Luft oder eine inerte Gasatmosphäre extrudiert und dann in ein Koagulationsbad eingebracht wird.
Eine Ausführungsform des Spinnvorgangs gemäß vorliegender Erfindung wird nun detaillierter unter Bezugnahme auf Figur 4 beschrieben, die ein Fließschema ist, das jeden Schritt des Spinnverfahrens für die Fasern darstellt. In dieser Figur sind A und B Spinnlösungen aus konjugierten Polymeren, 1 eine Führungsvorrichtung, um jede Spinnlösung aus konjugierten Polymeren getrennt zu gießen, 2 ein statischer Mischer, 3 ein Filter, 4 eine Spinndüse, 5 eine Faserschrumpfungsbildungseinrichtung, 6 eine Reckeinrichtung, um die von der Faserschrumpfungsbildungseinrichtung 5 gebildeten Kräusel einmal zu entfernen, indem an den geschrumpften Fasern gezogen wird. Die Punkte, auf die besondere Aufmerksamkeit gerichtet werden sollte, sind vor allem die, daß die Spinnlösungsphasenschichten mit einem statischen Mischer ausreichend voneinander getrennt werden und die so erhaltene getrennte mehrschichtige Anordnung in stabilen Zustand zum Spinnkopf geführt wird.
Um die einfließenden Spinnlösungsschichten in einem statischen Mischer ausreichend zu trennen, sollten die Schichten so getrennt werden, daß theoretisch etwa 3-30, vorzugsweise 4-15 Schichten in jeder Faser zu bilden sind und in der Folge durchschnittlich jedem Loch der Spinndüse zugeführt werden.
Die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser kann durch die Anordnung in einem statischen Mischer richtig gesteuert werden, wie durch die Anzahl der Laminationsstufen und Anordnung der Mischungselemente, und den Krümmungswinkel gekrümmter Klingen, sowie die Anzahl an Wegröhren und die Anzahl an Löchern der Spinndüse.
Das Halten der theoretischen Anzahl an Schichten pro Faser in diesem Bereich, gekoppelt mit der/dem unten beschriebenen Schrumpfungsbildung und erneutes Recken, verbessern die oben beschriebenen Schrumpfungseigenschaften der erhaltenen Fasern beträchtlich; und die Probleme herkömmlicher konjugierter Fasern, insbesondere die Tendenz, daß das Material sich mit zunehmender Schrumpfungsbildungszahl härter anfühlt und es eine unzureichende Eigenschaft bezüglich der Beibehaltung der Voluminosität aufweist, können gleichzeitig gelöst werden, und darüberhinaus können Fasern erhalten werden, die hervorragende Egalfärbungseigenschaft aufweisen.
Jedoch stimmt die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser nicht immer mit der durchschnittlichen Schichtenanzahl mehrschichtiger konjugierter Fasern überein, und die Werte der letzteren sind üblicherweise kleiner als die Werte der ersteren. Der Grund ist nicht klar, aber es wird geschätzt, daß die praktische Bedingung vom Laminarflußbereich abweichen und eine Rückstellkraft auf den Spinnlösungsfluß wirkt, der in einen bestimmten Winkel gekrümmt wird.
Als nächstes ist es zur Bildung einer stabilen mehrschichtigen Anordnung aus Spinnlösungen aus konjugierten Polymeren in einem statischen Mischer wünschenswert, daß die Differenz in den Viskositätswerten zwischen diesen Spinnlösungen bei 60ºC 50 Poise (5 Pa.s) oder weniger beträgt. Wenn die Viskositätsdifferenz auf 50 Poise (5 Pa.s) oder weniger gebracht wird, werden die Stromlinien im statischen Mischer kaum gestört und die getrennte und verteilte mehrschichte Anordnung wird besser stabilisiert. In diesem Fall ist die Reynolds-Zahl im statischen Mischer gering und beträgt 0,2 oder weniger.
Im Fall von Trockenstrahlnaßspinnen ist es, um zu verhindern, daß die Spinnlösung von der Spinndüse tropft, wenn sie gesponnen wird, wünschenswert, daß die Viskosität der Spinnlösunn etwa 400 Poise (4G Pa.s) oder mehr beträgt, wenn sie durch die Spinndüse extrudiert wird, vorzugsweise 800 Poise (80 Pa.s) oder mehr, das heißt, wenn sie so hoch wie möglich gehalten wird.
Wenn die zu konjugierenden Spinnlösungen in einen statischen Mischer eingebracht werden, werden sie vorzugsweise nicht zuerst zusammengefügt und dann dem Mischer zugeführt; es ist im Gegenteil wünschenswert, daß die Spinnlösungen dem statischen Mischer unabhängig zugeführt werden; das kann gemacht werden, indem eine Spinnlösungsführungsvorrichtung verwendet wird, die an einem Einlaß des statischen Mischers, wie in Figur 4 gezeigt, auf solche Art angeordnet ist, daß die Spinnlösungen aus konjugierten Komponentenpolymeren nicht miteinander vermischt werden. Die Einfließvorrichtung für Spinnlösungen wie diese unterscheidet sich ziemlich von der Wirkung, die dadurch erzielt wird, daß ein Mischungselement einfach verringert wird, und es macht das Bilden einer mehrschichtigen Anordnung in einem statischen Mischer sicherer und stabiler.
Wie in Figur 5 gezeigt, ist es vorzuziehen, daß das L/D Verhältnis eines Mischelements des statischen Mischers im Bereich von 0,8-2,5, insbesondere 1,4-2,0 liegt, um zu bewirken, daß die mehrschichtigen Stromlinien aus Spinnlösungen im statischen Mischer weniger gestört werden und um den mehrschichtigen Zustand daher stabiler zu machen.
Als die in diesem Fall verwendeten Mischer können beispielsweise der von Toray Industries, Inc. hergestellte "HI-mixer", der von Noritake Co., Ltd. hergestellte "Static mixer", der von Sakura Seisakusho Co., Ltd. hergestellte "Square mixer" und der von Tokushu Chemical Engineering Machines Co., Ltd. hergestellte "Ross ISG mixer" aufgezählt werden.
Von diesen Mischern zum Bilden von Mehrfachschichten wird dem "Static mixer" und dem "Square mixer" der Vorzug gegeben, deren Bestandelemente nicht kompliziert sind, der Strömungswiderstand der Spinnlösungen relativ gering ist und die wirksame Querschnittsfläche im Weg der Spinnlösungen konstanter ist, mit anderen Worten im Gerät kaum anormale Stockung von Spinnlösungen auftritt.
Im oben beschriebenen statischen Mischer in Mehrfachschichten in einem angegebenen Bereich getrennte Spinnlösungen werden in eine gewöhnliche Spinndüse gelenkt, das heißt keine Spinndüse für herkömmliche konjugierte Fasern (beispielsweise vom Bimetallstruktur- oder Hüllen-Kern-Typ). Zwischen dem statischen Mischer und der Spinndüse ist ein spezieller Filter angeordnet, nämlich ein Filter mit einem maximalen Meshabstand von 10 um oder mehr, vorzugsweise 20-50 um. Je kleiner der maximale Meshabstand dieses Filters ist, desto mehr wird die Filtrierwirkung oder die Spinnbarkeit der Spinnlösungen verbessert, aber im Gegensatz dazu wird die im vorhergehenden statischen Mischer durchgeführte Schichtentrennung aufgrund der Misch- oder der Störwirkung im Filter umso geringer gehalten. Daher muß der maximale Meshabstand 10um oder mehr sein.
Als die Materialien dieses Filters werden vorzugsweise Materialien in Gitterform wie einfache Kette/Schußgewebe aus Polyester- oder Polyamidfasern und aus rostfreiem Stahl hergestellte Drahtnetze verwendet, um das oben beschriebene Mischen oder Stören nach dem Trennen in Schichten zu verhindern.
Die oben beschriebene Spinnlösung wird, nachdem sie durch den Filter hindurchgeschickt worden ist, durch die Spinndüse versponnen - nicht einer Spinndüse für herkömmliches konjugiertes Spinnen, sondern einer normalen Spinndüse mit runden Löchern oder Löchern mit modifizierter Gestalt - und wird in einem Koagulationsbad koaguliert, in dem eine wässerige Lösung aus den oben beschriebenen organischen oder anorganischen Lösungsmitteln als Koagulierungsmittel verwendet wird. Das Koagulierungsbad besteht in diesem Fall üblicherweise aus dem oben beschriebenen Polymerlösungsmittel und Wasser. Um eine geeignete Koagulationsgeschwindigkeit zu erreichen, beträgt die Lösungsmittelkonzentration im Koagulierungsbad üblicherweise etwa 10-85%, vorzugsweise 30-75%, und die Temperatur des Koagulierungsbads beträgt üblicherweise etwa 0-50ºC, vorzugsweise 5-40ºC.
In diesem kann die Polymerlösung, die durch die Spinndüse versponnen worden ist, entweder direkt in ein Koagulierungsbad eingebracht (Naßspinnverfahren) oder zuerst durch einen Raum mit etwa 2-20 mm zwischen der Spinndüse und der Oberfläche des Koagulierungsbades geschickt werden (Trockenstrahlnaßspinnverfahren). Darüberhinaus können die erfindungsgemäßen Fasern auch mit einem Trockenstrahlspinnverfahren hergestellt werden.
Die aus dem Koagulierungsbad herausgeführten koagulierten Spinnfäden werden entweder (i) mit Wasser gewaschen, (ii) mit Wasser gewaschen und gleichzeitig gereckt, (iii) gereckt und daraufhin mit Wasser gewaschen, oder (iv) mit Wasser gewaschen und daraufhin gereckt; und werden daraufhin getrocknet und so verdichtet. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, nach diesem Trocknen und Verdichten eine Schrumpfungsbildungsbehandlung und erneutes Recken durchzuführen, außer in dem Fall, indem wasseradsorbierende konjugierte Acrylfasern erhalten werden, bei dem es nicht wesentlich ist, die genannten Schrumpfungsbildungs und erneute Reckbehandlungen wie unten beschrieben durchzuführen.
Die Schrumpfungsbildungsbehandlung wird bei Dampferwärmung im entspannten Zustand durchgeführt, und es ist wünschenswert, daß die Dampferwärmungstemperatur 105ºC oder mehr beträgt, insbesondere 108-125ºC oder mehr. Unter Verwendung dieser Dampferwärmungsbehandlung kann Schrumpfen von Fasern ausreichend bewirkt werden.
Die erneute Reckbehandlung wird durchgeführt, um zu bewirken, daß die durch die vorhergehende Schrumpfungsbildungsbehandlung gebildeten Kräusel wieder latent gemacht werden; es ist wünschenswert, daß das erneute Recken bei einer Temperatur durchgeführt wird, die unter der Wärmebehandlungstemperatur der oben beschriebenen Schrumpfungsbildungsbehandlung liegt, und üblicherweise wird eine Naßerwärmung oder Dampferwärmung bei 80-115ºC und ein Reckquotient von 1,05-1,25 verwendet, um die Kräusel latent zu machen.
Wie beschrieben kann neben dem oben beschriebenen mehrschichtigen Anordnungsgebilde aus konjugierten Polymeren die Kombination der Schrumpfungsbildungsbehandlung und der erneuten Reckbehandlung (Latentmachen der Kräusel) die Schrumpfungseigenschaften mehrschichtiger konjugierter Fasern zum erstenmal weiter verbessern, insbesondere die Schrumpffähigkeit der genannten Fasern zum Bilden dreidimensionaler Kräusel im Stadium der Herstellung von Textilprodukten.
Währenddessen können, um wasseradsorbierende Fasern gemäß vorliegender Erfindung zu erhalten, ohne die oben beschriebene Schrumpfungsformungsbehanldung und erneute Reckbehandlung durch die unten beschriebene Alkalibehandlung und Warmwasserbehandlung wasseradsorbierende Fasern mit hervorrangenden Schrumpfungseigenschaften erhalten werden. Mehrschichtige konjugierte Fasern, bei den zumindest ein Acrylpolymer Carbonsäuregruppen enthält, können in jedem Stadium, wie in der Form von Spinnfäden, Garn oder Gewirken und Geweben mit Alkali behandelt werden. In diesem Fall können Salze schwacher Säuren von Alkimetallen und Erdalkalimetallen wie Natriumkarbonat, Natriumbikarbonat, Natriumacetat, Kaliumkarbonat, Kaliumbikarbonat, Kaliumacetat, Kalziumkarbonat, Kalziumbikarbonat und Kalziumacetat als das Alkali verwendet werden. Von diesen ist wässerige Natriumkarbonatlösung zum Erhalten von Fasern geeignet, welche die gewünschte gute Wasseradsorptionseigenschaft und Schrumpfungseigenschaft mit geeigneter Reaktionsgeschwindigkeit von Hydrophilisierung und Vernetzungsbildung und ohne jeglich Abnahme von physikalischen Eigenschaften oder jegliche Koaleszenz aufweisen. Es ist vorzuziehen, daß die Konzentration von wässeriger Natriumkarbonatlösung etwa 1-100g/l beträgt und die Behandlungstemperatur etwa 70-100ºC beträgt. Es ist mehr vorzuziehen, daß die Konzentration 5-50 g/l beträgt und die Behandlungstemperatur 85-100ºC beträgt. Um die erfindungsgemäßen Fasern wirksamer zu erhalten, ist es wünschenswert, daß die Alkalibehandlung unter Streckbedingungen durchgeführt wird. Es ist auch wünschenswert, daß die mit Alkali behandelten Fasern nach dem Waschen der Fasern mit Wasser 1 Minute lang oder länger, vorzugsweise 3-10 Minuten bei 70-100ºC in heißem Wasser gekocht werden.
Unterdessen werden die Gleichmäßigkeit der Färbung, Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit nach der Kochwasserbehandlung, Ausmaß an Schrumpfung, relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit, Glattheit der Oberfläche einzelner Fasern, Dichte, Glanz, Färbungseigenschaft (K/S), Voluminosität und Griff folgendermaßen bewertet.

Gleichmäßigkeit der Färbung:

Die Kontrollfasern und die zu testenden Fasern werden im selben Färbebad bei 100ºC 60 Minuten lang gefärbt, wobei eine Packfärbemaschine mit den folgenden drei Farbstoffen mit unterschiedlichen Färbegeschwindigkeiten verwendet wird.

Färbebedingungen:

Astrazon-Goldgelb GL 1.0 % owf
Maxilon-Rot 0.5 % owf
Malachit-Grün 0.22% owf
Cathiorgen L 0.5 % owf
Natriumacetat 0. 5 % owf
pH = 4
2 g eines jeden gefärbten Faserbündels werden herausgenommen und in 102 mm Länge geschnitten. Unterschiede im Farbton und der Farbkonzentration von geöffneten Polstern, die aus den geschnitten Faserbündeln bestehen, mit dem Auge unter Tageslichtbedingung zum nächsten 0,2 auf einer Skala beurteilt, und die Färbungsunterschiede zwischen dem maximalen und dem minimalen Wert in Farbton und Farbkonzentration werden als Gleichmäßigkeit der Färbung bewertet. Kein Färbungsunterschied ist am besten, und wenn der Wert 2,0 oder mehr wird, wird es in der Praxis ein Produkt, das als ungleichmäßig gefärbt innerhalb des Faserbündels abzulehnen ist.
Hier sind die Kontrollfasern die Fasern, die durch Spinnen einer fast vollständigen Mischung aus einer Vielzahl von Spinnlösungen erhalten wurden, die aus Polymeren mit unterschiedlicher Copolymerzusammensetzung unter den gleichen Faserherstellungsbedingungen wie denjenigen für die erfindungsgemäßen Fasern hergestellt wurden.

Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit nach Kochwasserbehandlung und Schrumpfungsgrad

Diese Werte werden mit JIS L 1015 gemessen. Die relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit (%), die die Verteilung der Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit ausdrückt, wird durch die folgende Gleichung berechnet.
Relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit (%) =
δ : Standardabweichung
X: Mittelwert

Glätte der Oberfläche einer einzelnen Faser:

Die konvex-konkave Rauheit der Oberfläche der Faser wird mit einem optischen Mikroskop (300-fache Vergrößerung) beobachtet und bewertet.
: sehr glatt
: glatt
X : wenig glatt

Dichte:

Fasern werden in Zedernholzöl gegeben und die Dichte mit unbewaffnetem Auge beurteilt. Die Fasern mit guter Dichte werden transparent und unsichtbar. Andererseits werden die Fasern mit schlechter Dichte weiß.

Glanz:

Zur Bewertung des Glanzes wird eine sensorische Bewertung durchgeführt.

Färbungseigenschaft (K/S):

Farbe wird unter den folgenden Färbungsbedingungen unter Verwendung einer Temperaturerhöhungsfärbemaschine an den geöffneten Fasern adsorbiert.

Färbungsbedingungen:

Farbstoff Cathilon Blue GRL 0.5% owf
Cathiorgen AN Super 1.5% owf
Natriumacetat 0.5% owf
pH = 4 (eingestellt mit Essigsäure)
Badverhälnis 1:100

Färbungstemperatur und Zeit

Die Temperatur wird 60 Minuten lang auf 98ºC erhöht und das Färben wird bei 98ºC 60 Minuten lang durchgeführt, wonach die Fasern langsam abgekühlt werden.
So erhaltene gefärbte Fasern werden nach dem Trocknen ausreichend geöffnet und das Reflexionsvermögen (R) bei 640 nm Wellenlänge wird mit einem Hitachi Selbstaufnahme-Spektrometer gemessen. Die Färbungseigenschaft (K/S) wird nach der folgenden Gleichung berechnet.

Voluminosität

Die zu testenden Fasern werden geöffnet und dann mit kochendem Wasser (100ºC x 20 Minuten) behandelt, um die Fasern voluminös zu machen. Nachdem sie getrocknet wurden, wird an ihnen eine sensorische Bewertung (Griff) durchgeführt.

Qualität beim Griff

Aus zu testenden Fasern wird ein vierzähliges Roving-Garn hergestellt. Diese Rovings werden in Dampf behandelt (100ºC x 10 Minuten), um sie voluminös zu machen, und ihre Voluminosität, Erholungsrate bei Zusammendrücken, Schleimigkeit, weicher Griff und leinenartiger trockener Griff werden nach dem Trocknen durch sensorische Bewertung nach den folgenden fünf Stufen bewertet.
hervorragend
gut
Δ relativ gut
X schlecht
XX sehr schlecht
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden, unten zu beschreibenden Beispiele konkreter erklärt.

Beispiel 1

94,2 Mol-% Acrylnitril, 5,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat wurden in DMSO (Dimethylsulfoxid) lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (A) herzustellen, deren Viskosität 130 Poise/60ºC (13 Pa.s/60ºC) betrug und deren Polymerkonzentration 22,5 Gew.-% betrug.
Andererseits wurden 91,2 Mol-% Acrylnitril, 8,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat auf die gleiche Weise lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (B) herzustellen, deren Viskosität 125 Poise/60ºC (12,5 Pa.s/60ºC) betrug und deren Polymerkonzentration 22,3 Gew.-% betrug.
Die Temperaturen der oben beschriebenen zwei Arten von Spinnlösungen (A), (B) wurden auf 30ºC eingestellt und gleiche Mengen davon wurden einem "statischen Mischer" (Das L/D Verhältnis des Mischelements ist 1,5) zugeführt, der mit einer Führungsvorrichtung 1 an einem Spinnlösungseinlaßloch wie in Figur 4 gezeigt ausgerüstet war, und dadurch in Einflußspinnlösungsschichten getrennt, die dann von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte, die runde Löcher mit 0,065 mm Durchmesser aufwiesen, durch einen Filter, der aus einem gewöhnlichen einfachen Ketten/Schuß Polyestergewebe (maximaler Meshabstand etwa 30 um) hergestellt war, der der unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, in ein Koagulierungsbad ausgesponnen wurden, das aus wässeriger DMSO-Lösung mit 55 Gew.-% bestand, um sie zu koagulieren. In diesem Beispiel konnte die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser, wie in Tabelle 1 gezeigt, erhalten werden, indem die Anzahl der laminierten Stufen der Mischelemente und die Anzahl an Löchern der Spinndüse richtig eingestellt wurden. In diesem Beispiel war der Spinnzug 0,5 und die Aufnahmegeschwindigkeit der koagulierten Fasern (die Spinngeschwindigkeit) betrug 10m/Minute. Die koagulierten Spinnfäden wurden in 98ºC warmem Wasser um das 6,5-fache gereckt, und die gereckten Spinnfäden wurden dann bei 160ºC getrocknet, um sie zu verdichten, nachdem sie bei 40ºC mit Wasser gewaschen worden waren. Diese getrockneten und dichten Spinnfäden wurden nacheinander im entspannten Zustand bei Dampferwärmung bei 113ºC behandelt, um Schrumpfung zu bewirken.
Als nächstes wurden die Kräusel durch Recken dieser geschrumpften Spinnfäden um das 1,15-fache bei 120ºC Dampferwärmungstemperatur entfernt, woraufhin den Spinnfäden mit einem Eindrück-Kräusler mechanische Kräusel mit etwa 11 Peaks/25 mm verliehen wurden und die Spinnfäden mit warmer Luft (70ºC) getrocknet wurden, um mehrschichtige konjugierte Acrylfasern mit 3 Denier (0,33 tex) zu erhalten.
Der Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, die Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, die Gleichmäßigkeit der Färbung, die Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit nach der Behandlung in kochendem Wasser, das Schrumpfungsausmaß, die relative Stardardabweichung der Anzahl an Kräusel pro Längeneinheit und der Griff der so erhaltenen Fasern wurden bewertet und werden in Tabelle 1 gezeigt.
Zum Vergleich wurden unter den gleichen Bedingungen wie jenen für das oben beschriebene Beispiel konjugierte Fasern hergestellt, deren Einzelspinnfaden-Denier 3 betrug, mit der Ausnahme, daß eine Spinndüse für herkömmliche konjugierte Fasern vom Bimetallstrukturtyp verwendet wurde und der Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, die Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, die Gleichmäßigkeit der Färbung, die Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit nach der Behandlung in kochendem Wasser, das Ausmaß an Schrumpfung, die relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit und der Griff der Fasern werden ebenfalls parallel in Tabelle 1 gezeigt.
Wie diese Ergebnisse zeigen, wiesen erfindungsgemäße Fasern, die eine mehrschichte Struktur aufwiesen, deren Schichten im Durchschnitt über 2 ausmachten und entlang der Faserachse assymmetrisch waren, gute Gleichmäßigkeit der Kräusel, hervorragenden Griff (Voluminosität und weicher Griff) und gute Egalfärbungseigenschaft auf.
Andererseits wiesen mehrschichtige konjugierte Fasern, die unter der Bedingung gesponnen wurden, daß die theoretische Schichtanzahl einzelner Fasern geringer als 3 war, größere Unregelmäßigkeit der gebildeten Kräusel auf, da die durchschnittliche Schichtanzahl 2 oder weniger betrug.
Das Gleichgewicht der Schrumpfungsbildungseigenschaft war daher schlecht und der Griff war ebenfalls schlecht. Selbstverständlich war auch die Färbung stark ungleichmäßig. TABELLE 1 Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. Theoretische Anzahl an Schichten pro Faser Anzahl an getrennten Schichten der einfließenden Spinnphase (Schicht) Anzahl der Löcher der Spinnphase Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Anzahl an Kräuseln (Anzahl/25mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff (konjugierte Fasern von Bimetallstrukturtyp)

Beispiel 2

Bei den Bedingungen von Beispiel 1 wurde die Lösungsviskosität der Spinnlösung (A) durch Steuerung der Polymerisationszeit und Polymerisationskonzentration, die bei diesem Präparat verwendet wurde, abgeändert, um den Unterschied der Lösungsviskosität zwischen den Spinnlösungen (A) und (B) zu ändern, wie in Tabelle 2 gezeigt. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie jene von Beispiel 1, um mehrschichtige konjugierte Acrylfasern zu erhalten, deren Denier der Einzelfaser 3 Denier (0,33 tex) betrug (jedoch war in diesem Fall die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser 5,6).
Der Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, die Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, die Gleichmäßigkeit der Färbung, die Anzahl der Kräusel pro Längeneinheit nach der Behandlung in kochendem Wasser, das Schrumpfungsausmaß, die relative Standardabweichung der Zahl an Kräusel pro Längeneinheit und der Griff der Fasern, die erhalten wurde, wurden in Tabelle 2 gezeigt, wobei Probe 1 gleich Probe 6 in Tabelle 1 ist.

Beispiel 3

Bei den Bedingungen von Beispiel 1 wurde, wenn 2 Typen (A) und (B) von Spinnlösungen in einströmende Spinnlösungsschichten geteilt und durch eine Spinndüse durch einen Drahtfilter aus rostfreiem Stahl in ein Koagulationsbad gesponnen wurden, um koagulierte Spinnfäden herzustellen, der maximale Meshabstand des genannten Filters wie in Tabelle 3 gezeigt geändert. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie jene von Beispiel 1, um mehrschichtige konjugierte Acrylfasern zu erhalten, deren Einzelfaser-Denier 3 Denier (0,33 tex) betrug (jedoch betrug in diesem Fall die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser 5,6).
Die Spinnbarkeit und der Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, die Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, Gleichmäßigkeit der Färbung, Anzahl an Kräusel pro Längeneinheit nach der Behandlung in kochendem Wasser, Ausmaß an Schrumpfung, relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln pro Längeneinheit und der Griff werden in Tabelle 3 gezeigt.
Wie diese Ergebnisse zeigen, gab es beträchtlich große Unterschiede in der Voluminosität der Fasern, die erhalten wurden, und darin, wie sie sich anfühlten, wenn der maximale Meshabstand des unmittelbar vor einer Spinndüse angeordneten Filters 10 um oder mehr oder weniger als 10 um betrug. TABELLE 2 Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. Unterschied in der Viskosität von Spinnlösungen Poise/60ºC (Pa.s/60ºC) Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Anzahl an Kräuseln (Anzahl/25mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff TABELLE 3 Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. maximaler Meshabstand des Filters (um) Verspinnbarkeit Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Anzahl an kräuslen (Anzahl/25mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Reative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff

Vergleichsbeispiel 1

Bei den Bedingungen von Beispiel 1, mit der Ausnahme, daß entweder eine oder beide der Schrumpfungsbildungs- und erneute Reckbehandlungen an getrockneten und dichten Spinnfäden nicht durchgeführt wurde(n), wie in Tabelle 4 gezeigt, wurden mehrschichtige konjugierte Acrylfasern erhalten, deren Einzelspinnfaden-Denier 3 betrug (0,33 tex). (In diesem Fall betrug die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser jedoch 5,6).
Der/die erhaltene Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, Schrumpfungsbildungsbelastung, Gleichmäßigkeit der Färbung, Anzahl an Kräuseln nach der Behandlung in kochendem Waser, Schrumpfungsausmaß, relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln und Griff der Fasern werden in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel 4

Bei den Bedingungen von Beispiel 1 wurden die Schrumpfungsbildungsbehandlungsbedingungen für getrocknete und dichte Spinnfäden wie in Tabelle 5 gezeigt geändert. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie jene von Beispiel 1, um mehrschichtige konjugierte Acrylfasern zu erhalten, deren Einzelspinnfaden-Denier 3 Denier (0,33 tex) war (in diesem Fall war die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser jedoch 5,6).
Der/die erhaltene Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, Schrumpfungsbildungsbelastung, Gleichmäßigkeit der Färbung, Anzahl an Kräusel nach der Behandlung in kochendem Wasser, Schrumpfungsausmaß, relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln und Griff der Fasern werden in Tabelle 5 gezeigt.

Beispiel 5

Bei den Bedingungen von Beispiel 1 wurden die erneuten Reckbedingungen für getrocknete und dichte Fasern nach der Schrumpfungsbildungsbehandlung wie in Tabelle 6 gezeigt verändert. Die anderen Bedingungen waren die gleichen wie jene von Beispiel 1, um mehrschichtige konjugierte Acrylfasern zu erhalten, der Einzelspinnfaden-Denier 3 Denier (0,33 tex) betrug (in diesem Fall war die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser jedoch 5,6).
Der/die erhaltene Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, Schrumpfungsbildungsbelastung, Gleichmäßigkeit der Färbung, Anzahl an Kräusel nach der Behandlung in kochendem Wasser, Schrumpfungsausmaß, relative Standardabweichung der Anzahl an Kräusel und Griff der Fasern werden in Tabelle 6 gezeigt. TABELLE 4 Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. Schrumpfungsbildungsbehandlung erneute Reckbehandlung Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Anzahl an Kräuseln (Anzahl/25 mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff Ja Nein TABELLE 5 Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. Dampferwärmungstemperatur zur Schrumfpungsbildungsbehandlung (ºC) Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN//tex) Anzahl an Kräuseln (Anzahl/25mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Relative Sandardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff TABELLE 6 Reckbedingungen Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. Dampferwärmungstemperatur (ºC) Reckquotient (Vielfache) Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Anzahl an Kräuseln (Anzahl/25mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff

Beispiel 6

94,2 Mol-% Acrylnitril, 5,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat wurden in DMSO lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (C) herzustellen, deren Lösungsviskosität 133 Poise (13,3 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,4 Gew.-% betrug.
Andererseits wurden 91,7 Mol-% Acrylnitril, 8,0 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Methallylsulfonat auf die gleiche Weise lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (D) herzustellen, deren Lösungsviskosität 124 Poise (12,4 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,2 Gew.-% betrug.
Gleiche Mengen der oben beschriebenen zwei Typen von Spinnlösungen (C) und (D) wurden zu einem "statischen Mischer" (L/D Verhältnis des Mischelements 1,5) geführt, der mit einer Führungsvorrichtung 1 für ein Spinnlösungseinlaßloch ausgerüstet war, wie in Figur 4 gezeigt, und dadurch in Einflußspinnlösungsschichten getrennt, die dann von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte mit runden Löchern mit 0,065 mm Durchmesser durch einen Filter, der aus einem einfachen Ketten/Schuß Polyestergewebe mit Normalmaß (mit maximalem Meshabstand von etwa 30 um) bestand, das unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, in ein Koagulierungsbad ausgesponnen wurden, das aus wässeriger DMSO-Lösung mit 55 Gew.-% bestand, um sie zu koagulieren. In diesem Beispiel konnte die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser wie in Tabelle 7 gezeigt erhalten werden, indem die Anzahl der Mischelemente im laminierten Zustand und Anzahl an Löchern in der Spinndüse eingestellt wurde. Der Spinnzug betrug in diesem Beispiel 0,5 und die Aufnahmegeschwindigkeit der koagulierten Spinnfäden (die Spinngeschwindigkeit) betrug 10m/Minuten.
Die koagulierten Spinnfäden wurden in 98ºC heißem Wasser um das 6,5-fache gereckt, und die gereckten Spinnfäden wurden dann getrocknet, um sie bei 160ºC zu verdichten, nachdem sie ausreichend mit warmem Wasser gewaschen worden waren. Diese getrockneten und verdichteten Spinnfäden wurden in der Folge in entspanntem Zustand bei Dampferwärmung bei 113ºC behandelt, um Schrumpfung zu bewirken.
Als nächstes wurden die Kräusel durch erneutes Recken dieser geschrumpften Spinnfäden um das 1,17-fache bei 102ºC Dampferwärmungstemperatur entfernt, und daraufhin wurde den Spinnfäden mit einem Kräusler vom Eindrücktyp mechanische Kräusel mit etwa 11 Peaks/25 mm verliehen, und die Spinnfäden wurden dann mit 70ºC warmer Luft getrocknet, um mehrschichtige konjugierte Acrylfasern zu erhalten, deren Einzelfaser-Denier 3 Denier (0,33 tex) ausmachte.
Der/die Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Waser, Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, Schrumpfungsbildungsbeibehaltungseigenschaft, Anzahl an Kräusel pro Längeneinheit nach der Behandlung in kochendem Wasser, Schrumpfungsausmaß, relative Standardabweichung an Anzahl an Kräusel pro Längeneinheit, Gleichmäßigkeit beim Färben und Griff der so erhaltenen Fasern wurden bewertet, und die Ergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt.
Wie diese Ergebnisse zeigen weisen die erfindungsgemäßen Fasern hohe Schrumpfungsbildungseigenschaften und hervorragende Voluminosität und Griff (sehr voluminös und weich) sowie gute Egalfärbungseigenschaften auf, wenn sie gefärbt werden. TABELLE 7 Schrumpfungsbildung nach Kochwasserbehandlung Griff Nr. Theoretische Anzahl an Schichten pro Faser Anzahl an getrennten Schichten der Einfließenden Spinnphase (Schicht) Anzahl der Löcher der Spinndüse Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Schrumpfungsbildungsbeibehaldung Anzahl an Kräuseln (Anzahl/25mm)/Ausmaß an Schrumpfung (%) Relative Standardabweichung der Anzahl an Kräuseln (%) Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff

Beispiel 7

92,2 Mol-% Acrylnitril, 7,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat wurden in DMSO lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (E) herzustellen, deren Lösungsviskosität 130 Poise (13,0 Pa.s)/60ºC betrug und deren Polymerkonzentration 22,5 Gew.-% betrug.
Andererseits wurden 97,2 Mol-% Acrylnitril, 2,0 Mol-% Methylacrylat und 0,8 Mol-% Natriummathyllylsulfonat auf die gleiche Weise lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (F) herzustellen, deren Lösungsviskosität 125 Poise (12,5 Pa.s)/60ºC und Polymerkonzentration 22,3 Gew.-% betrug.
Gleiche Mengen der oben beschriebenen zwei Typen von Spinnlösungen (E) und (F) wurden einem "statischen Mischer" zugeführt (die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser betrug 5,6), der mit einer Führungsvorrichtung 1 eines Spinnlösungseinlaßlochs ausgestattet war, wie in Figur 4 gezeigt, und dadurch in Einflußspinnlösungsschichten geteilt, die dann von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte mit dreieckigen Löchern mit Seitenlängen von je 0,13 mm durch einen Filter, der aus einem einfachen Ketten/Schuß Polyestergewebe (maximaler Meshabstand etwa 30 um), das unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, in ein Koagulierungsbad ausgesponnen wurden, das aus wässeriger DMSO-Lösung mti 55 Gew.-% bestand, um koagulierte Spinnfäden zu erhalten.
Der Spinnzug betrug 1,13 und die Aufnahmegeschwindigkeit der koagulierten Spinnfäden (die Spinngeschwindigkeit) betrug 5m/Minute.
Die koagulierten Spinnfäden wurden in 98ºC warmem Wasser um das 6-fache gereckt, und die gereckten Spinnfäden wurden dann getrocknet, um sie bei 160ºC zu verdichten.
Diese getrockneten und dichten Spinnfäden wurden in der Folge in entspanntem Zustand unter Dampferwärmung bei 113ºC behandelt, um Schrumpfung zu verursachen.
Als nächstes wurden die Kräusel entfernt, indem diese geschrumpften Spinnfäden bei 102ºC Dampferwärmungstemperatur erneut gereckt wurden, und danach wurden diesen Spinnfäden mit einem Kräusler vom Eindrück-Typ mechanische Kräusel mit etwa 11 Peaks/25 mm verliehen, und die resultierenden Spinnfäden wurden mit 70ºC warmer Luft getrocknet, um Fasern zu erhalten, deren Einzelspinnfaden-Denier 3,5 Denier (0,4 tex) betrug und deren Querschnitt dreieckig war.
Die/der Zugfestigkeit und Bruchdehnung, Knotenfestigkei t, Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, Anzahl an Kräusel pro Längeneinheit nach der Behandlung in kochendem Wasser, Färbungseigenschaft, Dichte, Glanz und Qualität beim Anfühlen (Voluminosität und leinenartiger trockener Griff) der erhaltenen Fasern wurden bewertet und in Tabelle 8 gezeigt. TABELLE 8 Griff Zugfestigkeit g/d/Bruchdehnung (%) (N/tex) Knotenfestigkeit g/d (N/tex) Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Anzahl an Kräuseln pro 25 mm nach Kochwasserbehandlung/Schrumpfungsausmaß Färbungseigenschaft (K/S) Dichte Glanz Voluminosität leinenartiger trockener Griff Beispiel Vergleichsbeispiel gut etwas gering

Vergleichsbeispiel 2

94,2 Mol-% Acrylnitril, 5,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat wurden in DMSO lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (G) herzustellen, deren Lösungsviskosität 130 Poise (13 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,5 Gew.-% betrug.
Diese Spinnlösung (G) wurde von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte mit dreieckigen Löchern mit Seitenlängen von jeweils 0,14 mm auf die gleiche Weise wie im vorhergehenden Beispiel 7 ausgesponnen, mit der Ausnahme, daß kein "statischer Mischer" verwendet wurde und es keinen Filter aus einfachem Ketten/Schuß Polyestergewebe gab, der unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, um Fasern mit dreieckigem Querschnitt zu erhalten, deren Einzelspinnfaden-Denier 3,5 Denier (0,4 tex) beträgt.
Die Eigenschaften der erhaltenen Fasern werden in Tabelle 8 parallel gezeigt. Wie diese Ergebnisse zeigen, wiesen erfindungsgemäße Fasern im Vergleich mit jenen der herkömmlichen Fasern mit modifiziertem Querschnitt hervorragende Zugfestigkeit und Bruchdehnungseigenschaften, besonders hervorragende Knotenfestigkeit sowie hervorragende(n) Glanz und Färbungseigenschaft auf. Da die erfindungsgemäßen Fasern eine mehrschichtige Struktur aufweisen, wiesen die erfindungsgemäßen Fasern hervorragende Schrumpfungsbildungseigenschaften auf, welche die herkömmlichen Fasern nicht besaßen, sowie eine einzigartige Voluminosität und leinenartigen trockenen Griff, und insgesamt war die Qualität hervorragend.

Beispiel 8

97,3 Mol-% Acrylnitril, 2,0 Mol-% Methylacrylat und 0,7 Mol-% Natriummethallylsulfonat wurden in DMSO lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (H) herzustellen, deren Lösungsviskosität 118 Poise (11,8 Pa.s) /60ºC und deren Polymerkonzentration 21,9 Gew.-% betrug.
Andererseits wurden 91,5 Mol-% Acrylnitril, 8,3 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat auf die gleiche Weise lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (I) herzustellen, deren Lösungsviskosität 125 Poise (12,5 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,5 Gew.-% betrug.
Die Temperaturen der oben beschriebenen zwei Typen von Spinnlösungen (H) und (I) wurden auf 30ºC eingestellt und gleiche Mengen davon wurden einem "statischen Mischer" zugeführt (L/D Verhältnis des Mischelements 1,5), der mit einer Führungsvorrichtung 1 eines Spinnlösungseinlaßlochs wie in Figur 4 gezeigt ausgestattet war, und dadurch in Einflußspinnlösungsschichten geteilt, die dann von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte mit runden Löchern mit 0,065 mm Durchmesser durch einen Filter, der aus einem einfachen Ketten/Schuß Polyestergewebe (maximaler Meshabstand etwa 30 um) hergestellt war, das unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, in ein Koagulierungsbad ausgesponnen wurden, das aus wässeriger DMSO-Lösung mit 55 Gew.-% bestand, um sie zu koagulieren. In diesem Beispiel konnte die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser wie in Tabelle 9 gezeigt erhalten werden, indem die Anzahl der Mischelemente im laminierten Stadium und die Anzahl an Löchern der Spinndüse richtig eingestellt wurde.
Der Spinnzug war 0,65 und die Aufnahmegeschwindigkeit der koagulierten Spinnfäden (die Spinngeschwindigkeit) betrug 12m/Minute.
Die koagulierten Spinnfäden wurden in 98ºC warmem Wasser um das 5-fache gereckt, und die gereckten Spinnfäden wurden dann getrocknet, um sie bei 170ºC zu verdichten, nachdem sie mit warmem Wasser gewaschen worden waren. Diese getrockneten und verdichteten Spinnfäden wurden in der Folge im entspannten Zustand bei Dampferwärmung auf 110ºC behandelt, um Schrumpfung zu bewirken.
Als nächstes wurden die Kräusel durch erneutes Recken dieser geschrumpften Spinnfäden um das 1,13-fache bei 102ºC Dampferwärmungstemperatur entfernt, und daraufhin wurden den Spinnfäden durch einen Kräusler vom Eindrück-Typ mechanische Kräusel mit etwa 11 Peaks/25 mm verliehen und die Spinnfäden wurden getrocknet, um konjugierte mehrschichtige Acrylfasern zu erhalten, deren Einzelspinnfaden-Denier 3 Denier betrug.
Der/die Schrumpfungsbildungsquotient in kochendem Wasser, Schrumpfungsbildungsbelastung bei Trockenerwärmung, Färbegleichmäßigkeit, Knotenfestigkeit nach der Behandlung in kochendem Wasser, Anzahl an Kräuseln, Ausmaß der Schrumpfung und Griff wurden bewertet und in Tabelle 9 gezeigt.
Wie diese Ergebnisse zeigen, waren die genannten Fasern mit mehrschichtiger Struktur, deren Schichten durchschnittlich mehr als 2 waren, gegen Knötchenbildung beständige konjugierte Fasern, die gute Schrumpfungseigenschaften und hervorragenden Griff (Voluminosität und weicher Griff) aufwiesen. TABELLE 9 Eigenschaften nach Kochwasserbehandlung Griff Probe Nr. Theoretische Anzahl an Schichten pro Faser Anzahl an getrennten Schichten der einfließenden Spinnphase (Schicht) Anzahl der Löcher der Spinndüse Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (mN/tex) Knotenfestigkeit g/d (N/tex) Anzahl an Kräuseln pro 25 mm/Schrumpfungsausmaß Gleichmäßigkeit der Färbung Voluminosität weicher Griff

Beispiel 9

95,2 Mol-% Acrylnitril, 2 Mol-% Itakonsäure, 1,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat werden in DMSO lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (J) herzustellen, deren Lösungsviskosität 120 Poise (12 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 21,8 Gew.-% betrug.
Andererseits wurden 94,0 Mol-% Natriummethallylsulfonat auf die gleiche Weise lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (K) herzustellen, deren Lösungsviskosität 125 Poise (12,5 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,3 Gew.-% betrug.
Gleiche Mengen der oben beschriebenen zwei Typen von Spinnlösungen (J) und (K) wurden einem "statischen Mischer" zugeführt (L/D Verhältnis der Mischelemente 1,5), der mit einer Führungsvorrichtung 1 eines Spinnlösungseinlaßlochs wie in Figur 4 gezeigt ausgestattet war, und dadurch in Einflußspinnlösungsschichten geteilt, die dann von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte, die runde Löcher mit 0,065 mm Durchmesser aufwiesen, durch einen Filter, der aus einfachem Ketten/Schuß-Polyestergewebe (maximaler Meshabstand etwa 30 um) hergestellt war, das unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, in ein Koagulierungsbad ausgesponnen, das aus wässeriger DMSO-Lösung mit 55 Gew.-% bestand, um sie zu koagulieren. Bei diesem Beispiel konnte die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser wie in Tabelle 10 gezeigt erhalten werden, indem die Anzahl an Mischelementen im laminierten Stadium und Anzahl an Löchern der Spinndüse richtig eingestellt wurde.
Der Spinnzug war 0,58 und die Aufnahmegeschwindigkeit der koagulierten Spinnfäden (die Spinngeschwindigkeit) betrug 10 m/Minute.
Die koagulierten Spinnfäden wurden in 98ºC warmem Wasser um das 5,5-fache gereckt, und die gereckten Spinnfäden wurden dann getrocknet, um sie bei 160ºC zu verdichten, nachdem sie mit warmem Wasser gewaschen worden waren.
Diese getrockneten und dichten Spinnfäden wurden in einem Kräusler vom Eindrück-Typ gepreßt, um ihnen mechanische Kräusel mit etwa 11 Peaks/25 mm zu verleihen, und dann mit 70ºC warmer Luft getrocknet, um Acrylfasern zu erhalten, deren Einzelfaserdenier 3 Denier (0,33 tex) betrug.
Als nächstes wurden die oben beschriebenen Fasern mit wässeriger Natriumkarbonatlösung mit 20 g/l bei 98ºC 30 Minuten lang behandelt, um ihnen hydrophile Eigenschaft zu verleihen und sie zu vernetzen, und dann nach dem Waschen in 90ºC warmem Wasser 10 Minuten lang gekocht.
Die/der Zugfestigkeit und Bruchdehnung, Wasserretentionsquotient, Anzahl an Kräusel, Schrumpfungsausmaß, Koaleszenzeigenshcaft und Raumfüllvermögen der erhaltenen Fasern wurden bewertet und in Tabelle 10 gezeigt.
Andererseits wurden zum Vergleich Acrylfasern hergestellt, deren Einzelfaserdenier nur 3 ausmachte, indem die Spinnlösung (J) nur im Naßspinnverfahren gesponnen wurde und die Fasern daraufhin auf die gleiche Art wie den oben beschriebenen Bedingungen behandelt wurden, um ihnen hydrophile Eigenschaft und Vernetzung zu verleihen. Die Zugfestigkeit und Bruchdehnung, Wasserretentionsquotient, Anzahl an Kräuseln, Schrumpfungsausmaß, Koaleszenzeigenschaft und Voluminosität der erhaltenen Fasern wurden bewertet und in Tabelle 10 parallel gezeigt. In diesem Fall wurde wässerige Natriumkarbonatlösung mit 10g/l zur Behandlung verwendet, um hydrophile Eigenschaft und Vernetzung zu ergeben.
Wie diese Ergebnisse zeigen, wiesen die erfindungsgemäßen Fasern, bei denen ein Acrylpolymer, das Carbonsäuregruppen enthält, und ein weiteres Acrylpolymer, das ein keine Carbonsäuregruppen enthaltendes Acrylpolymer ist, eine mehrschichtige Anordnung aus 2 oder mehr Schichten entlang der Faserachse bildeten, wenig Abnahme der Zugfestigkeit und Längung, hervorragende Wasserretention wie die herkömmlichen wassergequollenen Fasern, keine Koaleszenz und guten fülligen Griff auf.

Beispiel 10

94,2 Mol-% Acrylnitril, 5,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriumethallylsulfonat wurden in DMSO lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (L) herzsutellen, deren Lösungsviskosität 193 Poise (19,3 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,5 Gew.-% betrug.
Andererseits wurden 91,2 Mol-% Acrylnitril, 8,5 Mol-% Methylacrylat und 0,3 Mol-% Natriummethallylsulfonat auf die gleiche Weise lösungspolymerisiert, um eine Spinnlösung (M) herzustellen, deren Lösungsviskosität 198 Poise (19,8 Pa.s)/60ºC und deren Polymerkonzentration 22,3 Gew.-% betrug.
Gleiche Mengen der oben beschriebenen zwei Typen von Spinnlösungen (L) und (M) wurden einem "statischen Mischer zugeführt (die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser betrug 6,6), der mit einer Leitvorrichtung 1 eines Spinnlösungseinlaßlochs wie in Figur 4 gezeigt ausgestattet war, und dadurch in Einflußspinnlösungsschichten geteilt, die dann einmal von einer normalen rechteckigen Spinndüsenplatte mit 1500 runden Löchern, deren Durchmesser 0,12 mm betrug, durch einen Filter, der aus einem einfachen Ketten/Schuß- Polyestergewebe (maximaler Meshabstand etwa 30 um) hergestellt war, das unmittelbar vor der Spinndüse angeordnet war, in Luft ausgesponnen wurde, über eine Distanz von 10 mm durch Luft geschickt und in ein Koagulierungsbad eingebracht, das aus wässeriger DMSO-Lösung mit 55 Gew.-% bei 15ºC bestand, um koagulierte Spinnfäden zu erzeugen.
Die koagulierten Spinnfäden wurden nacheinander in 98ºC warmes Wasser eingebracht und um das 6,5-fache gereckt. Die gereckten Fäden wurden ausreichend mit warmem Wasser gewaschen und daraufhin bei 160ºC getrocknet, um sie zu verdichten.
Diese getrockneten und dichten Spinnfäden wurden daraufhin in entspanntem Zustand in Dampferwärmung bei 113ºC behandelt, um Schrumpfung zu verursachen.
Als nächstes wurden die Kräusel durch erneutes Recken dieser geschrumpften Spinnfäden um das 1,13-fache bei 102ºC Dampferwärmungstemperatur entfernt, und daraufhin wurden den Spinnfäden mit einem Kräusler vom Eindrück-Typ mechanische Kräusel mit etwa 11 Peaks725 mm verliehen, und die Spinnfäden wurden mit warmer Luft bei 70ºC getrocknet, um konjugierte Fasern zu erhalten, deren Einzelfaser-Denier 3 Denier (0,3 tex) betrug.
Die/das Anzahl an Kräuseln, Schrumpfungsausmaß, Färbungsgleichmäßigkeit, Glätten der Einzelfaseroberfläche und Griff wurden bewertet und werden in Tabelle 11 gezeigt.
Wie diese Ergebnisse zeigen, wiesen die nach dem erfindungsgmäßen Verfahren erhaltenen Fasern einen Tierfellgriff auf, fühlten sich sowohl sehr weich und trocken geschmeidig an, waren auch flexibel und von hoher Elastizität. TABELLE 10 Theoretische Anzahl an Schichten pro Faser Zugfestigkeit g/d/Bruchdehnung (%) (N/tex) Wasserretentionsquotient (%) Schrumpfungsbildungsquotient (%) Schrumpfungsbildungsbelastung mg/d (nM/tex) Anzahl an Kräuseln pro 25 mm/Schrumpfungsausmaß (%) (nach Kochwasserbehandlung) Färbungseigenschaft Koaleszenz Voluminosität Anmerkung keine ein wenig gut schlecht vorliegende Erfindung herkömmlich TABELLE 11 Spinnverfahren Anzahl an Kräuseln pro 25 mm/Schrumpfungsausmaß (%) (nach Kochwasserbehandlung) Glätte der Oberfläche einer einzelnen Faser Färbungsgleichmäßigkeit flexible Elastizität Cashmereeffekt beim Angreifen mit der Hand Voluminosität Trockenstrahlnaßspinnen

Claims

1. Multischichtige konjugierte Acrylfaser, die verschiedene Acrylpolymere umfaßt, wobei diese Polymere entlang der Faserachse in durchschnittlich mehr als 2 Schichten konjugiert sind, der Schrumpfungsbildungsquotient der konjugierten Acrylfaser in kochendem Wasser 7-15% beträgt und die Schrumpfungsbildungsbelastung in trockener Wärme 5-20 mg/Denier (0,44-1,8 mN/tex) beträgt.

2. Konjugierte Acrylfaser nach Anspruch 1, worin die Polymere im wesentlichen aus den gleichen zwei Monomeren gebildet sind und die maximale Differenz im Molverhältnis des copolymerisierbaren Bestandteils zwischen 1 und 10 Mol-% beträgt.

3. Konjugierte Acrylfaser nach Anspruch 1 oder 2, worin die Schrumpfungsbildungsbeibehaltungseigenschaft 30% oder mehr ausmacht.

4. Konjugierte Acrylfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die genannten Acrylpolymere entlang der Faserachse in durchschnittlich mehr als 4 Schichten konjugiert sind.

5. Modifizierte, querschnittskonjugierte Acrylfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Querschnittsgestalt der genannten Faser zwei oder mehr vorragende Abschnitte mit einem spitzen oder stumpfen Winkel aufweist.

6. Konjugierte Acrylfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, deren Knotenfestigkeit nach der Behandlung in kochendem Wasser 0,8-1,9 g/d (0,07 - 0,17 N/tex) beträgt.

7. Wasserabsorbierende konjugierte Acrylfaser nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin zumindest eines der genannten Acrylpolymere 0,3-2,0 mmol/g Carbonsäuregruppen enthält.

8. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen konjugierten Acrylfaser, welches das Trennen von zwei oder mehr Spinnlösungen aus Acrylpolymeren in Schichten umfaßt, worin die theoretische Anzahl an Schichten pro Faser durch die folgende Gleichung definiert 3-30 beträgt:

theoretische Anzahl an Schichten pro Faser = Anzahl an getrennten Schichten im Spinnlösungsstrom/K [Anzahl an Löchern in einer Spinndüse]

(worin K eine Konstante ist, die durch die äußere Gestalt der Spinndüsenplatte bestimmt wird)

sowie das Einbringen der Spinnlösung in eine Spinndüse durch einen Filter, desen maximaler Meshabstand 10 um oder mehr beträgt, das Ausspinnen der Spinnlösung, um eine mehrschichtige konjugierte Acrylfaser zu bilden, daraufhin das Ziehen und Waschen (gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge), das Trocknen, das Durchführen der Schrumpfungsbildungsbehandlung an der und das erneute Ziehen der erhaltenen Faser.

9. Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen konjugierten Acrylfaser nach Anspruch 8, worin die Viskositätsdifferenzen der beiden oder mehr Spinnlösungen aus Acrylpolymeren so eingestellt sind, daß sie 50 Poise (5 Pa.s)/60ºC oder weniger betragen.

10. Verfahren zur Herstellung einer konjugierten Acrylfaser nach Anspruch 8 oder 9, worin der Filter, dessen maximaler Meshabstand 10 um oder mehr beträgt, eine gitterförmige Struktur aufweist.

11. Verfahren zur Herstellung einer konjugierten Acrylfaser nach einem der Ansprüche 8 bis 10, worin die Schrumpfungsbildungsbehandlung eine Wärmebehandlung im entspannten Zustand in Dampferwärmung bei 105ºC oder mehr ist und die erneute Ziehbehandlung eine Ziehbehandlung um das 1,05-1,25-fache bei Naß- oder Dampferwärmung bei 80ºC oder mehr und unter der Schrumpfungsbildungsbehandlungstemperatur ist.

12. Verfahren zur Herstellung einer wasserabsorbierenden konjugierten Acrylfaser, welches das Herstellen von zwei oder mehr Spinnlösungen aus Acrylpolymeren umfaßt, von denen zumindest ein Acrylpolymer 0,3-2,0 mmol/g Carbonsäuregruppen enthält, sowie das Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 8, unter Verwendung der genannten Spinnlösungen bis zum im genannten Anspruch angeführten Trockenschritt und daraufhin das Behandeln der Faser in einer Alkalilösung.

13. Verfahren zur Herstellung einer konjugierten Acrylfaser nach Anspruch 8 oder 12, worin ein Trockenstrahlnaßspinnen durchgeführt wird.