DE1923270B2 - Verfahren zur herstellung von verbundfaeden - Google Patents
Verfahren zur herstellung von verbundfaedenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden durch gemeinsames Verspinnen
von Copolymerisaten auf der Besis vo& AcrytohriL
Methylacrylat, Acrylamid uad NatriumaiethaNytsulfonat.
Aus der USA.-Pateatscbrift 2439815 und der ja-S panischen Auslegeschrift 1024/1963 ist die Herstellung
von Verbundfäden mit wollartiger, dreidimensionaler Kräuselung bekanntgeworden. Das dort beschriebene
Verfahren besteht darin, daß man zwei oder mehrere thermoplastische Materialien mit verschiedenen
ίο Schrumpfbarkeiten in H üUe-Kern- oder Seite-an-Seite-Anordnung verbindet.
Aus der britischen Patentschrift 1038028 sind
weiterhin Verbundfaden bekanntgeworden, welche aus drei Komponente«, nämlich Acrylnitril, Methyl-
is acrylat und/oder Methylmethacrylat, sowie einem
Monomeren, welches ein SuHoasäureradikal enthält,
bestehen. In der belgischen Patentschrift 679314 werden
ebenfalls Verbundfäden aus Copolymeren mit spezifizierten Verhältnissen von spezifizierten Monomeren
beschrieben.
In der französischen Patentschrift 1494041 wird
ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden beschrieben, bei welchem ein Copolymeres derselben
Zusammensetzung zu zwei Lösungen mit verschiede-
nen Konzentrationen aufgelöst wird. Die beiden verschiedenen Lösungen werden sodann zu einem Verbundfaden
versponnen.
Gegenstand der französischen Patentschrift 1 509 312 ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden
aus Acryl-Copolymerisaten. von denen die eine Komponente unter Verwendung eines genau
definierten speziellen Monomeren hergestellt wird.
In der bekanntgemachten japanischen Patentanmeldung 29 638/64 werden schließlich Verbundfaden
beschrieben, die durch Auflösen eines Copolymerisats des Acrylniti iltyps und eines Polymeren des Polyamidtyps
in wäßrigen Lösungen, die Salpetersäure enthalten,
erhalten werden.
Es ist jedoch wenn man ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Kombination von Polymeren beim Naßverspinnen von Polymeren vom Acrylnitriltyp, das mit einem Lösungsmittel vom Salpetersäuretyp durchgeführt wird, verwendet noch nicht gelungen. Verbundfasern zu erhalten, die einen zufriedenstellenden Gebrauchswert besitzen. Die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellten Verbundfasern sind nämlich im Hinblick auf ihre anti-pilling-Eigenschaften und die Tiefe der beim Färben erhaltenen Farben nicht immer zufriedenstellend. Diese beiden Eigenschaften stellen aber wichtige Eigenschaften für handelsübliche Produkte dar.
Es ist jedoch wenn man ein bekanntes Verfahren und eine bekannte Kombination von Polymeren beim Naßverspinnen von Polymeren vom Acrylnitriltyp, das mit einem Lösungsmittel vom Salpetersäuretyp durchgeführt wird, verwendet noch nicht gelungen. Verbundfasern zu erhalten, die einen zufriedenstellenden Gebrauchswert besitzen. Die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellten Verbundfasern sind nämlich im Hinblick auf ihre anti-pilling-Eigenschaften und die Tiefe der beim Färben erhaltenen Farben nicht immer zufriedenstellend. Diese beiden Eigenschaften stellen aber wichtige Eigenschaften für handelsübliche Produkte dar.
Diese Mängel wurden teilweise bereits durch die Erfindung gemäß der japanischen Auslegeschrift
9095/1967 gelöst. Gegenstand dieser Auslegeschrift ist ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfäden
mit einer spezifizierten Komponente, die aus Acrylnitril, Methylacrylat oder Methylmethacrylat und
Methallylsulfonsäure oder dem Sulfoalkoholester der Methacrylsäure besteht, und deren andere spezifizierte
Komponente aus Acrylnitril, Methylacrylat oder Methylmethacrylat, Acrylamid oder dem Sulfoalkoholester
der Methacrylsäure besteht, wobei man ein Lösungsmittel vom Salpetersäuretyp benutzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden mit zusätzlich zu den nach der oben beschriebenen Erfindung erhältlichen, noch weiter verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Insbesondere soll ein neues Ver-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden mit zusätzlich zu den nach der oben beschriebenen Erfindung erhältlichen, noch weiter verbesserten Eigenschaften zu schaffen. Insbesondere soll ein neues Ver-
i 923 270
fuhren zur Herstellung von VerbundEUlen geschaffen
* erden, die weniger zur Rocken- und Faserbüdung
neigen, die eine groBe Schleifenftsiigkeit und Dehnung sowie einen weichen Griff und eine ausgezeichnete Rückfederung besitzen.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren der Erüiuiung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung von Verbundfaden durch gemeinsames
Verspinnen von Copolymerisaten auf der Basis von
Acrylnitril, Me'hylacrylat, Acrylamid und Natriumtnethallylsjlfonat. das dadurch gekennzeichnet ist,
daß man ein Copolymerisat A aus drei Komponenten, bestehend aus 91,01 bis 92,05 Gewichtsprozent Acrylnitril sowie 7,55 bis 8,4 Gewichtsprozent Methylacrylat oder Methylmethacrylat und 0,40 bis 0,59 Gewichtsprozent MethallylsuJfonsäure, mit der Maßgabe,
4aß die entsprechenden Prozentwerte einem Punkt mit den Koordinaten ι und w entsprechen, welcher
innerhalb der Flärhe liegt, die im Koordinatensystem
von den die Eckpunkte A (v - 0,59, w = 8,40);
B (v = 0.38, w - 8,50); C (v = 0.60, w = 7,35) und
D (r = 0,40. η = 7,55) miteinander verbindenden geraden
Linien eingeschlossen wird, und ein Copol>merisat
B aus vier Komponenten, bestehend aus 88,65 bis 91,15 Gewichtsprozent Acrylnitril, 8,6 bis 10,8 Gewichtsprozent
Methylacrylat oder Methylmethacrylat und Acrylamid, mehr als 2 Gewichtsprozent Acrylamid
und 0,25 bis 0,55 Gewichtsprozent Methallylsulfonsäure mit der Maßgabe, daß die entsprechenden
Prozentwerie einem Punkt mit den Koordinaten.χ
und y entsprechen, welcher innerhalb der Fläche liegt,
die im Koordinatensystem von den die Eckpunkte E (.x - 0,55. y W.80); F Iv = 0,20. y = 11.0);
G (x = 0.58, y -- 8.50) und H (x 0.25, y 8.60) miteinander
verbindenden geraden Linien eingeschlossen wird, in der Weise mischt, daß der Anteil
des Copolymerisate A 25 bis 7S Gewichtsprozent
lies erhaltenen Copohmerisatgemisches C.
dessen Zusammensetzung innerhalb des Bedingungsbereiches fur die Zusammensetzung
des Copolymerisais B fällt, beträgt und daß
man unter Verwendung einer 66- bis 75%igen wäßrigen Salpetersäure, die soweit wie möglich von salpetriger
Säure befreit ist, als Lösungsmittel das Copolymerisat A und das Copolymensatgemisch C aus
einer gemeinsamen Spinndüse in ein Fällungsbad aus 28- bis 40%iger wäßriger, soweit wie möglich von
salpetriger Säure befreiter Salpetersäure zu Verbundfaden mit exzentrischer Querschnittsanordnung extrudiert,
wobei man die erhaltenen Verbundfaden gegebenenfalls einer Wasserwäsche, einer ersten Verstreckung.
einer Trocknung, »iner ersten Wärmebehandlung, einer zweiten Verstreckung um das 1.1-bis
l,5fache und einer zweiten Wärmebehandlung als Entspannungswärmebchandlunt: unterwirft.
Die Anteile der Cokomponenten genügen dabei den durch die nachstehenden Ungleichungen
methacrylate is dem CopofymerisatA bedeutet, angegebenen Bedingungen. EHe Anteile der Cokompoueaten genügen in diesem FaH dea durch die nachstehenden Gleichungen bzw. Ungleichungen
χ + l,75y - 19,45 < O
χ + 3,3 y - 28,63 > O
χ + 0,0208 >· - 0,4288 > 0
χ + 0,013 y - 0,6904 < 0
ι + u = y u £ 2
χ ί£ ι
ι + u = y u £ 2
χ ί£ ι
(10)
(H>
in welchen χ den prozentuale» Gewichtsanteil der
Methallylsulfonsäure, >· die Summe der prozentualen Gewichtsanteile des Methylacrylats oder Methylmeth-
acrylats und des Acrylamids, r den prozentualen Gewichtsanteil des Methylacrylats oder Methylmethacrylats
und u den prozentualen Gewichtsanteil des Acrylamids in dem Copolymerisat B bedeutet.
Die einzelnen Komponenten fallen somit hinsicht-
Die einzelnen Komponenten fallen somit hinsicht-
lieh ihrer Zusammensetzung in den Bereich der
Fläche A, B, C. D der F i g. 1 und der Fläche E, F, G, H der F i g. 2.
Die Ableitung der Anteile der einzelnen Komponenten geht aus den F i g. 3 bis 12 hervor.
Die Fig. 3 bis 6 erläutern die Ungleichungen 1 bis 4.
1. Diagramm der Ungleichung (1)
Wenn die linke Seite der Ungleichung (1)0 gesetzt wird, dann wird die folgende Beziehung erhalten:
1· + 2,1 w - 18,23 = 0 Π)'
Wenn ν = 0,30 in (I)' eingesetzt wird, dann wird
vv =
18,23-0,30
und wenn ν = 0,70 in (I)' eingesetzt wird, dann wird
18.23 - 0.70
w =
2,1
= 8,35.
r + 2,1 w - 18,23 < 0
υ + w - 7,95 > 0
ν + 0,02 w - 0,55 > 0
ν + 0,01 w - 0,674 < 0
υ + w - 7,95 > 0
ν + 0,02 w - 0,55 > 0
ν + 0,01 w - 0,674 < 0
(D (2) (3) (4)
in welchen ν den prozentualen Gewichtsanteil der Methallylsulfonsäure und w den prozentualen Gewichtsanteil
des Methylacrylats oder de« Methyl-Gleichung (I)' durchläuft somit einen Pankt (8,54;
0,30) und einen Punkt (8,35; 0,70), wobei (I)' eine Gerade ist, die diese beiden Punkte verbindet. Da die
Ungleichung (1) die Beziehung 1 + 2,1 w - 18,23
< 0 ist, ist der Bereich der linken Seite von (1) auf der rechten Seite der Geraden (1)'.
2. Diagramm der Ungleichung (2)
Wenn die linke Seite der Ungleichung (2) 0 gesetzt wird, dann wird die Beziehung
erhalten. » + w " 7'95 = ° (2)'
Wenn r = 0,30 in (2)' eingesetzt wird, dann wird
w = 7.95 - 0,30 = 7,65.
Wenn 1· = 0,70 in (2)' eingesetzt wird, dann wird
w = 7,95 - 0,70 = 7,25.
w = 7,95 - 0,70 = 7,25.
So durchläuft (2)' die Punkte (7,65; 0,30) und (7,25; 0,70). (2)' ist eine Gerade, die diese beiden Punkte
verbindet.
Da die Ungleichung (2) die Beziehung
ν + w - 7,95 > 0
ν + w - 7,95 > 0
angibt, ist der Bereich der linken Seite von (2) auf der oberen Seite der Geraden (2)'.
3. Diagramm der Ungleichung (3)
In ähnlicher Weise wird die linke Seite der Ungleichung (3) 0 gesetzt. Sodann wird die Beziehung
III. Der Punkt C, der der Kreuzungspunkt von (2)' und (4)' ist, wird wie folgt erhalten:
υ + w - 7,95 = ν + 0,01 w - 0,674,
0,99 w = 7,95 - 0,674 = 7,276,
7,276
0,99 w = 7,95 - 0,674 = 7,276,
7,276
0,99
= 7,35,
+ 0,02 w - 0,55 = 0
erhalten. So durchläuft (3) einen Punkt (10; 0,35) und einen Punkt (6; 0,43). (3) ist somit eine Gerade, die
diese beiden Punkte verbindet. Da die Ungleichung (3) die Beziehung r + 0,02 w - 0,55
> 0 angibt, ist der Bereich auf der linken Seite von (3) auf der oberen Seite der Geraden (3)'.
4. Diagramm der Ungleichung (4)
Die linke Seite der Ungleichung (4) wird 0 gesetzt. Sodann wird die Beziehung
r -t 0,01 w - 0,674 = 0
erhalten. Somit durchläuft (4)' einen Punkt (10; 0,574) und einen Punkt (6; 0,614). (4)' ist eine Gerade, die
diese beiden Punkte verbindet. Da die Ungleichung (4) die Beziehung ν + 0,01 w - 0,674 <
0 angibt, ist der Bereich der linken Seite von (4) auf der rechten Seite
der Geraden (4)'.
Die einzelnen Bereiche, die auf den linken Seiten der einzelnen Ungleichungen (1) bis (4) ausgedrückt sind,
sind in den F i g. 3 bis 6 dargestellt. Da das Copolymere A in dem Bereich liegen muß, welcher gleichzeitig
allen diesen Ungleichungen genügt, können die vier Gleichungen (I)' bis (4)' in dem gleichen Diagramm
wie in F i g. 7 gezeigt werden. Wenn die Kreuzungspunkte A, B, C und D der Geraden (1 )\ (2)'. (3)' und (4)'
erhalten werden sollen, können diese wie folgt errechnet werden.
I. Punkt /!,derder Kreuzungspunkt von (I)'und (4)'
ist, wird erhalten, wenn man (1)' bis (4)' gleichsetzt.
r + 2,1 w - 18,23 = r + 0,01 w - 0.674,
2.09 w = 17.556.
2.09 w = 17.556.
w= 1^f =8.40.
t = 18.23 - 2,1 8,40 = 0,59,
Punkt A (8.40.0.59).
Punkt A (8.40.0.59).
II. Punkt ß, der der Kreuzungspunkt von (U= (3)' ist. wird wie folgt erhalten:
r + Zl w· - 18.23 = r + 0.02 w - 0.55.
2.08 w = 17.68.
2.08 w = 17.68.
17,68 „
M - 2,08 * · ·
M - 2,08 * · ·
ν = 18.23 - 2.1 8.5 =0.38.
Punkt B (8.50.038).
Punkt B (8.50.038).
ρ = 7,95 - 7,35 = 0,6, Punkt C (7,35, 0,60).
IV. Der Punkt D, der der Kreuzungspunkt von (2)' (3)' und (3)'ist, wird erhalten aus:
υ + w - 7,95 = ρ + 0,02w - 0,55,
0.98 w = 7,40, w = 7,55, r = 0,40.
Punkt D (7,55,0.40).
Punkt D (7,55,0.40).
Wie aus F i g. 7 hervorgeht, sind die anderen Monomer-Komponenten des Copolymeren A als das
Acrylnitril diejenigen, die den Zusammensetzungen in dem Bereich genügen, der durch die Punkte A. B,
C und D eingeschlossen wird.
Dementsprechend ist dann die Minimalmenge des Methylacrylats oder des Methylmethacrylats in dem
Copolymeren A 7,55%. Die Minimalmenge der Methallylsulfonsäure, die in dem Copolymeren A eingeschlossen
ist, beträgt 0,40%. Daraus ergibt sich, daß 7,55 + 0,40 = 7,95% die Minimalmenge der anderen
Monomeren als Acrylnitril, die in dem Copolymeren A eingeschlossen sind, ist. Da das Copolymere
A ein 3-Komponenten-Copolymeres ist. ist der Rest naturgemäß die Menge des Acrylnitril. So errechnet
sich die Maximalmenge des Acrylnilrils folgendermaßen:
100 - (7.55 + 0.40) = 92,05.
Gleichermaßen ist die Maximalmenge von Methylacrylat oder von Methylmethacrylat. die in dem Copolymeren
A eingeschlossen ist. 8,40%. Die Maximalmenge der Methallylsulfonsäure, die in dem Copolymeren
A eingeschlossen ist. ist 0.59%. Daraus ergibt sich, daß die Maximalmenge der anderen Monomeren
als Acrylnitril in dem Copolymeren 8,40 + 0.59 = 8.99% ist. Daher ist der Rest da das Copolymere A
ein 3-Komponenten-Polymeres ist. naturgemäß die Menge des Acrylnitrils. Somit errechnet sich die
Minimalmenge von Acrylnitril in dem Copolymeren A als 100 - (8.40 f 0.59) = 91.01.
Diagramme für die Ungleichungen (5) bis (8)
Die Diagramme der Ungleichungen (5) bis (8) sind in den F i g. 7 bis 10 dargestellt.
1. Diagramm der Ungleichung (5) und der
entsprechende Bereich
entsprechende Bereich
Wenn die linke Seite der I Ungleichung (5)0 gesetz'
wird, dann wird die Beziehung
χ + 1.75 ν 19.45 = 0 (5)
erhalten.
Da die Gleichung (51 einen Punkt (10.71; 0.7(1
und einen Punkt (11.11; 0) durchläuft und die linki Seite der Ungleichung (5) negativ ist. liegt der Bereicl
unterhalb der Geraden (5Γ.
2. Diagramm der Ungleichung (6) und der
entsprechende Bereich
Wenn die linke Seite der Ungleichung (6) O gesetzt wird, dann wird die Beziehung
χ + 3,3 y - 28,63 = O (6)'
»rhalten.
Da die Gleichung (6)' einen Punkt (8,46; 0,70) und ♦inen Punkt (8,46; 0) durchläuft und die linke Seite
der Ungleichung (6) positiv ist, ist sein Bereich auf
der oberen Seite der Geraden (6)'.
3. Diagramm der Ungleichung (7) und der
entsprechende Bereich
Wenn die linke c^ite der Ungleichung (7) 0 gesetzt
wird, dann wird die Beziehung
χ + 0,0208 y - 0,4288 = 0 (7)'
erhalten.
Da die Gleichung (7)' einen Punkt (6,0; 0,30) und einen Punkt (10; 0,22) durchläuft und die linke Seite
der Ungleichung (7) positiv ist, ist der Bereich auf der oberen Seite der Geraden (7)'.
4. Diagramm der Ungleichung (8) und der
entsprechende Bereich
entsprechende Bereich
Wenn die linke Seite der Ungleichung (8) 0 gesetzt wird, dann wird die Beziehung
χ + 0,013 y - 0,6904 = 0 (8)'
erhalten.
Da die Gleichung (8)' einen Punkt (6,0; 0,612) und einen Punkt (10; 0,56) durchläuft und die linke Seite
der Ungleichung negativ ist, ist der Bereich unterhalb der Geraden (8).
Die einzelnen Bereiche, die durch die linken Seiten der Ungleichungen (5) bis (8) ausgedrückt sind, sind
in den F i g. 8 bis 11 dargestellt. Da das Copolymere B in dem Bereich liegen muß, der gleichzeitig allen Ungleichungen
genügt, können die vier Gleichungen 5 bis 8 in dem gleichen Diagramm wie in Fig. 12 gezeigt
werden. Die Kreuzungspunkte E, F, G und H dieser Geraden (5)', (6)', (7)' und (8)' können wie folgt
erhalten werden:
I. Punkt E (5)' = (8)'
χ + l,75y - 19,45 = χ + 0,013y - 0,6904, 1.737>
= 18,7569,
y = ^7^ = 10,80,
χ = 19,45 - 1.75 · 10,80 = 0,55.
Punkt E (10,80,0,55).
Punkt E (10,80,0,55).
II. Punkt F (5V = (7)'
χ + 1,75 y - 19,45 = χ + 0,0208 y - 0,4288,
1,7292 y = 19,0212,
y 1.7292 ' ''"*
χ = 19,45 - 1,75 11.0 = 0,20,
Punkt F (11,0,0.20V
χ = 19,45 - 1,75 11.0 = 0,20,
Punkt F (11,0,0.20V
III. PunktG(6)' =
χ + 3,3 y - 28,63 = χ + 0,013 y - 0,6904,
3,287 y = 27,9396,
27,9396
27,9396
3,287
= 8,50,
x = 28,63 - 3,3 · 8,50 = 0,58,
Punkt G (8,50,0,58).
Punkt G (8,50,0,58).
IV. Punkt H (6)' = (7)'
20 x + 3,3 y - 28,63 = χ + 0,0208 y - 0,4288, 3,2792y = 28,2012,
_ 28,2012 _
y - 3,2792 - h'ÖU'
y - 3,2792 - h'ÖU'
χ = 28,63 - 3,3 · 8,60 = 0,25,
Punkt H (8,60,0,25).
Punkt H (8,60,0,25).
Wie aus Fig. 12 ersichtlich wird, sind die Anteile
der anderen Monomer-Komponenten im Copolymeren B als Acrylnitril diejenigen, die der Zusammensetzung
des Bereichs genügen, der durch die Punkte E, F, H und G umfaßt wird.
Somit liegt die Menge der Methallylsulfonsäure (x) im Bereich von 0,25 bis 0,55%, und die Summe (y) der
Mengen von Methylacrylat oder Methylmethacrylat und Acrylamid liegt im Bereich von 8,6 bis 10,8%.
Demgemäß ist die Minimalmenge der Methallylsulfonsäure, die in dem Copolymeren B eingeschlossen
ist, 0,25%. Die Minimalmenge der Summe von Methylacrylat oder Methylmethacrylat und Acrylamid,
die in dem Copolymeren B eingeschlossen ist, ist 8,6. Somit errechnet sich die Minimalmenge der
anderen Monomeren als Acrylnitril, die in dem Copolymeren B enthalten sind, als 0,25 + 8,60 = 8,85.
Da andererseits das Copolymere B ein 4-Komponenten-Copolymeres
ist, ist der Rest naturgemäß die Menge des Acrylnitrils. Somit ist die Maximalmenge
von Acrylnitril 100 - (0,25 + 8,60) = 91,15.
Gleichermaßen ist die Maximalmenge der Methallylsulfonsäure. die in dem Copolymeren B enthalten
ist, 0,55% und die Maximalmenge der Summe von Methylacrylat oder Methylmethacrylat und Acrylamid
10.8%. Somit ist die Maximalmenge der anderen Monomeren als Acrylnitril in dem Copolymeren B
0,55 + 10.8 = 11.35%.
Da das Copolymere B ein 4-Komponenten-Copolymeres
ist. ist der Rest naturgemäß die Menge des Acrylnitrils. Daher ist die Minimalmenge des Acrylnitrils
100 - (0,55 + 10.8) = 88.65.
Das Verfahren der Erfindung besitzt zwei wichtige Merkmale. Das eine stellt die Verwendung eine«
Copolymergemisches als die eine Komponente dar Die auf diese Weise hergestellten Verbundfasern besitzen
daher Eigenschaften, die denjenigen stark über legen sind, die erhalten werden, wenn man rur da-Copolymere
A und das Copolymere B miteinandei
6s verbindet, und zwar im Hinblick darauf, daß di<
Flockenbildung beträchtlich erniedrigt wird, die Faser
bildung außerordentlich reduziert wird und d*e Schlei fcnfcstigkeit und die Dehnung weiter erhöht werden
309 Sl 3/48
Die Verbesserung dieser Eigenschaften ist naturgemäß
ein unerläßlicher Faktor für die Steigerung des Gebrauchswertes der Fasern.
Die Gründe für die oben beschriebene Verbesserung sind noch nicht genau bekannt Man nimmt jedoch als
einen der Gründe an, daß bei Verwendung eines Copolymerengemisches C mit dem oben beschriebenen
Bereich als eine der zu verbindenden Komponenten beim Naßverspinnen, bei welchem ein Lösungsmittel
vom Salpeteisäuretyp eingesetzt wird, die Verspinnbarkeit
der erhaltenen Verbundfasern verbessert wird und daß insbesondere das zulässige Verstrekkungsverhältnis
beim Verspinnen erhöht wird, so daß nach dem Trocknen und der Naßwärmebehandlung
Fasern mit überlegenen Eigenschaften erhalten werden können.
Das andere wichtige Merkmal der Erfindung besteht darin, daß, wenn die nach dem Verfahren der
Erfindung erhaltenen Verbundfaden mit Wasser gewaschen, verstreckt, getrocknet, bei 100 bis 1500C
einer trockenen oder nassen Wärmebehandlung unterworfen werden, sodann unter Erhitzen auf 110 bis
170 C auf die 1,1- bis l,5fache ursprüngliche Länge verstreckt werden und schließlich bei 100 bis 1700C
einer Entspannungswärmebehandlung unterzogen werden, Produkte erhalten werden können, die zusätzlich
zu den im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen verbesserten Eigenschaften noch überlegene
Eigenschaften bezüglich der Elastizität des weichen Griffs besitzen, die weniger verfärbt werden
und somit einen hohen Gebrauchswert besitzen.
Im folgenden soll erläutert werden, warum die
beiden Copolymere A und B auf die obige Weise definiert werden, warum als die eine zu verbindende
Komponente ein Copolymergemisch verwendet wird und warum das Verhältnis des CopolymerenA in
dem Copolymergemisch C so eingestellt wird, daß es in den Bereich von 25 bis 75 Gewichtsprozent fällt.
Wenn die Zusammensetzungen der beiden CopolymerenA
und B nicht in den durch die Gleichungen bzw. Ungleichungen (1) bis (11) definierten Bereich
fallen, oder wenn an Stelle von Methylacrylat oder Methylmethacrylat die Monomeren Vinylchlorid, Vinylacetat,
Vinylidenchlorid, Styrol od. dgL verwendet werden, dann können selbst unter der Voraussetzung,
daß den oben angegebenen Bedingungen genügt wird, keine Verbunc^fäden erhalten werden, die im Hinblick
auf die anti-pilling-Eigenschaften, die Färbbarkeit.
die Verbindbarkeit der beiden Komponenten usw. zufriedenstellende Eigenschaften aufweisen. Ferner
können bei Verwendung eines Monomeren, welche eine andere Sulfonsäuregruppe als die Methallylsulfonsäure
enthalten, keine zufriedenstellende Ergebnisse, insbesondere in» Hinblick auf die Färbbarkeit,
erhalten werden.
(1) Bezüglich der beiden Copolymerkomponenten A und B:
1. Wenn den Ungleichlingen (1) und (5) nicht genügt wird, dann werden zu viele natürliche Krau-
sei erzeugt; aus diesem Grund wird der Griff schiechter und gröber, darüber hinaus wird die
Schrumpfung zu hoch, so daß kerne überlegenen Produkte erhalten werden können.
2. Wenn den Ungleichungen (2) and (6) nicht genügt
wird, dann wird der Griff der erhaltenen Fasern steif, und es werden oftmals te Fasern erzeugt
3. Wenn den Ungleichungen (3) und/oder (7) nicht genügt wird, dann wird die Farbtönung schlechter,
und es treten oftmals Färbeflecken auf.
4. Wenn den Ungleichungen (4) und/oder (8) nicht genügt wird, dann wird die Verstreckbarkeit beim
Verspinnen noch schlechter, und die Zug-, Schleifen- und Knotenfestigkeit sowie die Dehnung
wird verringert.
5. Wenn eine der beiden Ungleichungen (1) und (5) nicht genügt wird, dann werden in den Verbundfäuen
in manchen Fällen zu viele natürliche Kräusel ausgebildet und das Pilling wird zu stark.
In anderen Fällen wird im Gegenteil die Anzahl der natürlichen Kräusel zu niedrig. In jedem Fall
werden nur Produkte mit schlechterem Griff erhalten.
6. Wenn einer der Ungleichungen (2) und (6) nicht genügt wird, dann werden in manchen Fällen zu
viele natürliche Kräusel gebildet, so daß es leicht zu Pilling kommen kann. In anderen Fällen wird
im Gegensatz dazu, wie in dem vorstehenden Fall, die Anzahl der natürlichen Kräusel zu gering.
In jedem Fall können Produkte mit schlechterem Griff erhalten werden.
7. Wenn der Gleichung bzw. Ungleichung (10) nicht
genügt wird, dann ist die Kräuselkraft der erhaltenen Naturkräusel verringert wodurch die
Elastizität der aus diesen Verbundfaden hergestellten handelsüblichen Produkte verringert wird.
8. Wenn der Gleichung bzw. Ungleichung (11) nicht genügt wird, dann ist die Farbausbildeigenschaft
nach dem Färben gering, und es treten oftmals Färbflecken auf.
(2) Es ist ein Merkmal der Erfindung, daß als die
eine Komponente der Verbundfasern ein Copolymergemisch C verwendet wird. Dieses Copolymergemisch
C wird in der Weise hergestellt, daß das Copolymere A 25 bis 75 Gewichtsprozent des Copolymergemisches
C ausmacht. Wenn nun das Mischverhältnis nicht in dem oben angegebenen Bereich liegt
dann kann der oben beschriebene, von der Verwendung des Copolymergemisches C herrührende Effekt
der das wichtigste Charakteristikum ist nicht erhalten werden.
Wenn ferner die Zusammensetzung des Copolymergemisches C außerhalb des für das Copolymere B
definierten Bereichs liegt dann werden die durch das Copolymere B auf das Verbund-Faser-System gemäß
Ziff. 1 ausgeübten Nachteile auch auf das System des Copolymergemisches C ausgeübt.
Die Copolymere A und B können nach dem bekannten Verfahren polymerisiert werden. Beispielsweise
kann die Polymerisation in Wasser oder in dei Lösung einer organischen Verbindung unter Verwendung
von 2.2-Azobiisobuttersäurenitril. Benzoyl
perox yd oder von Hydroxynitril-sulfonsäuresauren Sulfit usw. als Polymerisationsinitiator durchgefuhr
werden, und zwar in Emulsion, Suspension oder π
Lösung. Geeignete Polymerisationstemperaturen be
gen gewöhnlich in denn Bereich von 0 bis 700C. Hierzi
können alle kontinuierlichen und halbkontinuierhcbei
Polymerisationsverfahren angewendet werden. Ferne kann ein Polymerisationshilfsmittel, wie Mercaptai
od. dgL, zugesetzt werden. CKe Methallyl-sulfoasäur
kann in Form ihres Salzes verwendet werden.
Ah Lösungsmittel wird bei dem Verfahren der Ei findung als wäßrige konzentrierte Salpetersäure ein
gereinigte wäßrige Salpetersäure, aus welcher die salpetrige Säure soweit wie möglich entfernt wurde,
eingesetzt. Die Konzentration der Salpetersäure liegt im Bereich von 66 bis 75 Gewichtsprozent. Durch
Verwendung der Salptersäure mit einer derartigen Konzentration werden die Polymeren vom Acryl-Typ
aufgelöst.
Als Fällungsbad wird die oben beschriebene gereinigte, wäßrige Salpetersäure mit einer Konzentration
von 28 bis 40 Gewichtsprozent verwendet Es ist vorzuziehen, die gereinigte Salpetersäure bei Temperaturen
unterhalb 0 C, und zwar sowohl bei Verwendung als Lösungsmittel als auch als Fällungsmittel einzusetzen.
Hinsichtlich des Verbindungsverhiltnisses der Komponenten der CopolymerenA und C sind Verhältnisse
von 40/60 bis 60 40 vorzuziehen.
Die Fig. 13 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer bei Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendeten Spinndüse. Die Oberflächenplatte 1 der Spinndüse ist mittels eines Bolzens 2
an der Base 3 der an ihrer Rückseite liegenden Spinndüse verbunden.
In die Räume 4 und 7 bzw. 5 und 6 werden zwei verschiedene Spinnlösungen, die jeweils verschiedene
Polymere enthalten, eingebracht. Die Spinnlösungen aus 4 und 5 werden in den Raum 8, diejenigen aus
6 und 7 in den Raum 9 überführt und aus den Spinnlöchern 10 bzw. 11 in ein Fällungsbad extrudiert. um
Verbundfasern zu bilden. Hierbei werden die aus den Räumen 4 und 7 abgegebenen Spinnlösungen in den
äußeren Teil der Räume 8 und 9 und die von den Räumen 5 und 6 abgegebene Spinnlösung in den
inneren Teil der Räume 8 und 9 gegeben. Wenn beide Spinnlösungen aus dem Loch 10 oder 11 extrudiert
werden, dann werden sie ähnlich wie ein Bimetall zu einem Verbundfaden extrudiert. Naturgemäß ist
es möglich, durch Veränderung der Spinndüse die Verbundfasern so herzustellen, daß sie eine Hülle-
und Kern-Anordnung aufweisen. Es ist ferner möglich, dem Querschnitt der Fasern jede beliebige Form, beispielsweise
eine kreisförmige, flache oder andere Gestalt, zu verleihen. Selbst im Fall eines Bimetall-Typs
kann der Querschnitt der Verbundfaden bis zu einem gewissen Maß oft eine Sandwich-Struktur aufweisen.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Alle Angaben bezüglich der prozentualen Gehalte und
Verhältnisse sind auf das Gewicht bezogen.
Ein CopolymeresA aus 91,2" ο Acrylnitril. 8.3%
Methylacrylat und 0,5% Natriummethallylsulfonat und ein Copolymeres B aus 90,3% Acrylnitril. 2.9"«
Methylacrylat. 6,5% Acrylamid und 0,3" ο Natriumrnethallylsulfonat
wurden jeweils bei 0 C in einer 65%igen wäßrigen Salpetersäure aufgelöst. Auf diese
Weise wurden Spinnlösungen mit einer Viskosität von 800 Poise erhalten. Die beiden Spinnlösungen wurden
aus einer gemeinsamen Spinndüse in ein Fällungsbad aus einer 30%igen wäßrigen Salpetersäure mit 0 C
und bei einem Verbindungsverhältnis der beiden Polymerkomponenten von 1 :1 extrudiert. wodurch
Verbundfaden erhalten wurden, die mit Wasser gewaschen,
verstreckt, getrocknet und dann bei 1IO C einer nassen Wärmebehandlung unterzogen wurden
(die erhaltenen Verbundfasern werden hierin als a-Verbundfasern bezeichnet).
Ferner wurde das ogengenannte Copolymere A und das Copolymere C aus 90,75% Acrylnitril, 5,6%
Methylacrylat, 3,25% Acrylamid und 0,4% Nalriummethallylsulfonat, das durch Vermischen des Copolymeren
A und des Copolymeren B im Verhältnis von A: B von 50: 50 erhalten worden war, ebenfalls bei
einem Verbindungsverhältnis von 1:1 gemeinsam versponnen. Hiernach wurden die gleichen Behandlungsslufen
wie im vorhergehenden Falle bei den a-Verbundfäden angestellt (die erhaltenen Verbundfaden
werden hierin als /^-Verbundfaden bezeichnet). Die beiden entstandenen Verbundfäden wurden in
is Schrägrichtung zu Fasern mit einer Länge von 64
bis 127 mm geschnitten, um Spinngarne mit 2/36Nm (metrische Garnzahl) herzustellen. Die physikalischen
Eigenschaften der Fäden und die Qualität der Spinngarne wurden verglichen. Die Ergebnisse hiervon
sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt. Die /i-Verbundfäden waren den a-Verbundfasern überlegen.
Monofilament | a-Verbundläden | fi-Verbundfäden |
(Vergleichsbeispiel) | (gemäß der Erfindung) |
|
Titer | 3,0d | 3,Od |
Trockenfestigkeit | 2,7 g'd | 2,8 g/d |
Trockendehnung | 36% | 43% |
Schleifenfestigkeit | 2,4 g/d | 3,4g/d |
Schleifendehnung | 30% | 41% |
Bildung fibrillier- | ||
ter Fasern .... | viele, bis zu | wenige |
einem gewissen | ||
Ausmaß | ||
Flockigkeit der | ||
Spinngarne ... | viele, bis zu | wenige |
einem gewissen | ||
Ausmaß |
Es wurden Copolymere A und B mit den nachstehend angegebenen Zusammensetzungen hergestellt.
Hierauf wurde ein Copolymergemisch C hergestellt, in welchem die Copolymere A und B in verschiedener
Mischungsverhältnissen von AB vermischt waren Das Copolymere A und das Polymergemisch C wur
den in 70%iger wäßriger Salpetersäure gelöst, wodurcl
Spinnlösungen mit 800 bis 900 Poise erhalten wurden Die erhaltenen Spinnlösungen wurden gemeinsan
versponnen, indem sie bei einem Verbindungsverhäli
nis von 1 :1 in eine 30%ige wäßrige Salpetersäui
extrudiert wurden. Die erhaltenen Fäden wurden m Wasser gewaschen, verstreckt, getrocknet, bei 120* 1
einer nassen Wärmebehandlung unterwürfen und ta
einem Turbo-Stapler wetterbehandelt. Auf diese Weil wurden Spinngarne mit 2 48Nm und Fäden m
6s 3 Denier erhalten In der nachstehenden Tabelle sit
die wichtigsten Verfahrensbedingungen und die phyi
kaiischen Eigenschaften der erhaltenen Verbundfad
zusammengestellt:
13
Zusammensetzung des Copolymere!! A (%) ...
Zusammensetzung des Copolymeren B (%) ...
Mischungsverhältnis von A/B
Zusammensetzung des Polymergemisches C (%)
Symbol der Verbundfäden Maximales Verstreckungs-
verhältnis (mal)
Titer (d)
Trockenfestigkeit (g/d) ... Trockendehnung (%) .... Schleifenfestigkeit (g/d)...
Schleifendehnung (%)
Faserstaub (g/kg)
Flockigkeit
Griff
AN:
AM:
AA:
MSS:
MSS:
AN/AM/AA/MSS 9 U/8,4/—/0,4
AN/AM/AA/MSS 89,6/5/5/0,4
50/50
AN/AM/AA/MSS 90,4/6,7/2,5A4
y-Verbuadfäden
12,8
3,0
2,9 41
3,0 39
0,4 wenig
weich und gut AN/AM/AA/MSS 91,2/8,4/—/0,4
AN/AM/AA/MSS 90.3/6.0/33A4
25/75
AN/AM/AA/MSS 90,5/6,6/2,5/0,4
Λ-Verbundfäden
11,0
3,0
2.6 36
2,8 35
1,1 wenig
weich und gut
AN/AM/AA/MSS 91,2/8.4/—/8,4
AN/AM/AA/MSS 90,6/5.8/3.2/0,4
20/80
AN/AM/AA/MSS 903/6,7/2,6/0,4
f-Verijundladen
6,3 3,0 1,7 24 1,4 19 5,9
bis zu einem gewissen Ausmaß viel steif und grob
Acrylnitril,
Melhyl-acry'at, Acrylamid;
Natrium-metallylsulfonat.
Melhyl-acry'at, Acrylamid;
Natrium-metallylsulfonat.
(Diese Abkürzungen werden auch in den nachstehenden Beispielen verwendet.)
Aus den oben angegebenen Versuchsergebnissen wird die Überlegenheit der nach der Erfindung hergestellten
Verbundfaden ersichtlich.
Es wurden Copolymere A und B mit den nachstehend angegebenen Zusammensetzungen hergestellt.
Sodann wurde ein Copolymergemisch C aus den Copolymeren A und B in verschiedenen Mischverhältnissen
von A/B hergestellt. Das Copolymere A und das Polymergemisch C wurden jeweils in 65%iger wäßriger
Salpetersäure gelöst, wodurch Spinnlösungen mit bis 900 Poise erhalten wurden. Die erhaltenen Spinnlösungen
wurden durch Extrudierung in eine 30%ige wäßrige Salpetersäure bei einem Verbind ungsverhältnis
von 1:1 gemeinsam versponnen. Die erhaltenen Fäden wurden mit Wasser gewaschen, verstreckt.
getrocknet, bei 125° C einer nassen Wärmebehandlung unterworfen und in Schrägrichtung zu Fasern von
Fäden mit 3 Denier mit einer Länge von 70 bis mm zerschnitten. Auf diese Weise wurden Spinngarne
mit 2/48 Nm erhalten. Die wichtigsten physikaiischen Eigenschaften sind in der nachstehenden
Tabelle zusammengestellt.
Vergleichsbeispiel AN/AM AA MSS
Beispiel gemäß der Erfindung AN/AM AA/MSS
Zusammensetzung des Copolymeren A (%)
Zusammensetzung des Copolymeren B (%)
Mischungsverhältnis von A/B
Zusammensetzung des Polymergemisches C (%) Symbol Für die Verbundfaden
Maximales Verstreckungsverhältnis (mal).
Trockenfestigkeit (g/d)
Trockendehnung (%)
Schleifenfestigkeit (g/d)
Schleifendehnung (%) ;
Faserstaub
Flockigkeit
Griff
91,1/8,4/—/0,5 89,5/—/10/0,5
80/20
90,8/6,7/2/0,5 ρ-Verbundfäden
6,7
1,9 23
1,4 17
viele viele steif
91,1/8,4/ -/0,5 89,8/2,7/7/0,5
70/30
90,7/6,7/2,1/0,5 »/-Verbundfaden
11,2 2,9 40 3,1 36
wenige
wenige
weich und gut
Aus den obigen Versuchsergebnissen wird die Überlegenheit der Verbundfäden gemäß der Erfindung ersichtlicl·
16
Es wurden CopolymeieA und B mit den nachstehend angegebenen Zusammensetzungen hergestellt
und im Verhältnis von A/B von SO/SO zu einem Polymergemisch C vermischt Das Copolymere A und das
Polymergemisch C wurden jeweils mit 68%iger wäßriger Salpetersäure bei -2° C gelöst, wodurch Spinnlösungen mit 700 bis 800 Poise erhalten wurden. Diese
Spinnlösungen wurden durch Extrudierung in eine 30%ige wäßrige Salpetersäure durch eine Spinndüse
mit 10 000 Löchern mit einem Durchmesser von 0,08 mm gemeinsam versponnen- Die erhaltenen Fäden
wurden mit Wasser gewaschen, veestoeckt, ptroekaet
und bei 120° C einer Wärmebehandlung unterworfen.
s Auf diese Weise wurden Verbundfäden, die aus Monofilamenten mit 3 Denier bestanden, erhalten.
Diese Verbundfaden wurden mit den gemäß Beispiel 1 hergestellten 0-Verbundgdea verglichen.
Besonders unterlegene Eigenschaften sind nach
stehend wie folgt angegeben:
Θ-Verbundfäden ..
/-Verbundfaden ...
κ-Verbundfäden ..
λ-Verbundfäden ..
/«-Verbundfaden..
ν-Verbundfaden ...
ξ- Verbundfaden..
o-Verbundläden..
π-Verbundfäden..
/-Verbundfaden ...
κ-Verbundfäden ..
λ-Verbundfäden ..
/«-Verbundfaden..
ν-Verbundfaden ...
ξ- Verbundfaden..
o-Verbundläden..
π-Verbundfäden..
Zusammensetzung | AM, | MSS | Zusammensetzun | AM/ | AA- |
des Copolymere·» A (%) | 10 | 0,5 | des Copolymercn B | 6 | 6 |
AN | 6 | 0,5 | AN/ | 6 | 6 |
89,5 | 8 | 0,5 | 87,5 | 6 | 6 |
93,5 | 6 | 0,5 | 87,5 | 2 | 6 |
91,5 | 8 | 0,3 | 87,5 | 6 | 4 |
93,5 | 8 | 0,5 | 91,5 | 3 | 7 |
91,7 | 8 | 1,0 | 87,8 | 6 | 4 |
91,5 | 8 | 0,4 | 89,8 | 3 | 7 |
91,0 | 8 | 0,5 | 89,2 | 8 | 2 |
91,6 | 89,5 | ||||
91,5 | 89,5 |
MSS
0,5
0,5
0,5
0,5
0,2
0,2
0,8
0,5
0,5
0,5
0,5
0,5
0,2
0,2
0,8
0,5
0,5
Zusammensetzung
des Polymergenusches C (%l
MSS
AN/ | AM/ | AA/ |
89,0 | 8 | 3 |
90,5 | 6 | 3 |
89,5 | 7 | 3 |
92,5 | 4 | 3 |
90,75 | 7 | 2 |
90,65 | 5,5 | 3,5 |
90,1 | 7 | 2 |
90,55 | 5,5 | 3,5 |
90,5 | 8 | 1 |
0,5
0,5
0,5
0,25
0,35
0,9
0,45
0,5
denen unK«
denjenigen
vonÜ)bis(H)
nicht Genüge
getan wurde
* < rat(11) M<zat(10)
Ergebnisse von Vergleichsversuchen mit /?-Verbundfaden
Θ- und X -Verbundfaden
Θ- und X -Verbundfaden
1. Bei der Herstellung der Rohfasern traten zu viele natürliche Kräusel auf, und es wurden keine gleichförmigen
Kammzüge gebildet.
2. Aus den Spinngarnen mit 2/36 Nm wurde ein Sweater hergestellt und dieser einem Wasch-Dimensionsstabilitätstest
unterworfen. Danach war er, verglichen mit einem Sweater aus ß-Verbundfaden, beträchtlich
lockerer und durchhängend.
//-Verbundfäden
1. Das Gewirke war sehr steif, was auf die zu große Differenz der Wärmeschrumpfungen zwischen den
Komponenten A und C und auf die zu kleinen Kräusel der Verbundfaden zurückzuführen war.
2. Es war schwierig, mit guter Reproduzierbarkeit Verbundfaden mit gleichförmigen, natürlichen Kräuseln
herzustellen.
A-Verbundfaden (Vergleiche der Daten der physikalischen Eigenschaften)
Verbundfaden
Titer
Maximales Ver- slrcckungs- verhältnis ι mal) |
Trocken festigkeit (g/d) 1,8 2,8 |
Trocken dehnung (%) |
Schleiferi-
festigkeit (g/d) |
Schleifen dehnung (%) |
Prozentuale
Erschöpfung nach einer Stunde (%) |
Fibrillierüng^ erscheinungen |
6,7 12,1 |
24 43 |
1,1 3,4 |
21 41 |
43 53 |
beträchtlich keine |
μ- und 1-Verbundfäden
Die prozentuale Erschöpfung dieser Verbundfaden nach einer Stunde wurde mit derjenigen von /f-Verbundfäden
verglichen.
/i-Verbundfaden 53% .
μ-Verbundfäden 39%
r-Verbundfäden 41%
μ- und v-Verbundfäden wiesen eine schlechte Färbungsgradtiefe
auf. Dies führte zu einer beträchtlichen Verschlechterung des Gebrauchswertes. Ferner traten
bis zu einem gewissen Ausmaß Färbeflecke auf.
f-Verbundfäden
Vergleiche der Spinndaten und der physikalischen Eigenschaften der rohen Stapelfasern.
6o | Ver bund faden |
65 | t | Maximales Verstrek- kungs- verhältnis |
Trocken festigkeil |
Trocken
dehnung |
Schleifen
festigkeit |
Schleifen dehnung |
ß | (mal) | (g/d) | (%) | (g/d) | (%) | |||
7,0 | 2,1 | 31 | 1,8 | 27 | ||||
12,1 | 2,8 | 43 | 3,4 | 41 | ||||
309 513/486
o-Verbundfaden
Gefärbte Stapelfasern wiesen Färbeflecke auf (d. h.
pfeffer- und salzähnliche, aber nichtgefärbte Teile), tor
Gebrauchswert war sehr niedrig.
π-Verbundfaden
Schräggeschnittene Fasern aus ß- und π- Verbundfasern wurden jeweils mittels einer Overmeier-Färbevorrichtung gefärbt und zu Spiangaraen rait 2/36 Nm
versponnen. Durch eine 30minuüge Hitzebehandlung bei 100° C wurden sie voluminosiert. Die prozentuale
Schrumpfung und die Kräuselung jedes Spinngarns, die auf die Ausbildung von Kräuseln nach der Voluminosierungsbehaadlung zurückzuführen war, wiesen
folgende Werte auf:
Verbundfaden | Prozentuale Schrumpfung |
Kräuselung (>&J |
71 | 7% 22% |
4,5% 17% |
Aus den obigen Vergleichsergebnissen geht hervor, daß, wenn die Zusammensetzung der Verbundfaden
außerhalb der in der Erfindung definierten Bereiche liegt, dann eine Verschlechterung der physikalischen
Eigenschaften der erhaltenen Verbundfaden eintritt.
Ein CopolymeresA aus 91,1% Acrylnitril, 8,4% Methylacrylat und 0,5% Natriummethallylsulfonat
und ein CopolymeresB aus 90.1% Acrylnitril, 2,8% Methylacrylat, 6,6% Acrylamid und 0,5% Natriummethallylsulfonat
wurden in 65%iger wäßriger Salpetersäure mit 0,0005% salpetriger Säure bei 00C gelöst,
wodurch Spinnlösungen mit jeweils einer Viskosität von 800 Poise erhalten wurden. Diese Spinnlösungen
wurden bei einem Verbindungsverhältnis von 1 :1 durch Extrudierung in eine 33%ige wäßrige
Salpetersäure bei OC durch eine Spinndüse mit 10 000 Löchern mit einem Durchmesser von 0,08 mm
gemeinsam vei spönnen, worauf die erhaltenen Fäden mit Wasser gewaschen, verstreckt, getrocknet und
dann in einer Wasserdampfatmosphäre bei 110 C einer nassen Wärmebehandlung unterworfen wurden
(die erhaltenen Verbundfaden werden als (»-Verbundfäden
bezeichnet).
Ferner wurde das obengenannte Copolymere A und ein Copolymeres C, welches durch Vermischen
des Copolymeren A und des Copolymeren B im Verhältnis von A: B von 50: 50 erhalten worden war und
das 90,6% Acrylnitril, 5,6% Methylacrylat, 3,3% Acrylamid und 0,5% Natriummethallylsulfonat enthielt,
bei einem Verbindungsverhältnis von 1:1 gemeinsam versponnen. Die erhaltenen Fäden wurden
gleichermaßen in einer Wasserdampfatmosphäre bei 110° C nach dem Waschen mit Wasser, dem Verstrekken
und dem Trocknen einer Naßwärmebehandlung unterworfen (die erhaltenen Verbundfaden werden
als σ-Verbundfaden bezeichnet).
Die σ-Verbundföden wurden auf die l,29fache ursprüngliche
Länge bei trockenem Erhitzen auf 97° C verstreckt und bei 1050C einer Entspannungswärmebehandlung
unterworfen (die erhaltenen Verbundfaden werden als τ-Verbundfaden bezeichnet).
Diese Verbundfaden wurden in Schrägrichtung zu Fasern mit einer Länge von 64 bis 127 mm zerschnitten und aus den geschnittenen Fasern Spinngarne mit 2/36 Nm bergeetellt
Die Ergebnisse von Vergkdchsversuchen der Eigenschaften zwischen Verbundfaden und der Spmogarne
S sind hi der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.
Vogtecto- | Kuäedsr |
r-Ver
band |
|
botpicl | Erfindung | laden | |
ρ-Verbund- |
«-Ver
bund |
2,9 | |
faden | faden | 2,9 | |
Titer (d) | 2,9 | 3,1 | 44 |
Trockenfestigkeit (g/d) | 2,8 | 2,7 | |
Trockendehnung (%l | 35 | 40 | 2,9 |
Schleifenfestigkeit | 41 | ||
Md) | 2,7 | 2,6 | wenige |
Schleifendehnung (%) | 30 | 36 | wenige |
Fibrillieruns | viel | wenige | |
Flockigkeit der Garne | viel, bis zu | wenige | |
einem | |||
gewissen | 10,7 | ||
Ausmaß | |||
Voluminosität (cm) .. | 10,5 | 7,2 | |
Die Verbundfaden nach der Erfindung waren, wie aus dem obigen Vergleich schlüssig hervorgeht, sehr
stark überlegen. Die Bestimmung der Schleifenfestigkeit, der Dehnung, der elastischen Rückstellung, der
Griffigkeit, der prozentualen Schrumpfung S1^0 und
der Kräuselung zJoo der Verbundfäden gemäß der
Erfindung wurde nach den folgenden Methoden durchgeführt:
Schleifenfestigkeit:
JIS L-1069-1964 Zugfestigkeitsversuche an Fasern.
Elastische Rückstellkraft:
Elastische Rückstellkraft:
iOOg Verbundfasern (geschnittene Fasern) wurden
in einem Meßzylinder mit einem Durchmesser von etwa 8,3 cm gebracht. Hierauf wurde
1 Minute nach Aufbringen einer Anfangslast von 100 g die Höhe e in Zentimeter bestimmt, sodann
1 Minute nach dem Aufbringen einer Last von 1000 g die Höhe / in Zentimeter und schließlich
nach Rückkehr der Belastung auf den ursprünglichen Wert die Höheg in Zentimeter. Die Höhe
von g in Zentimeter diente als Maß für die Voluminosität und die elastischen Rückstellkräfte.
Griffigkeit:
Dies geschah durch Beurteilung von 13 Experten
Prozentuale Schrumpfung:
10 . ο 10 _ '200
. C 10 _
• ''20O —
lion I
Λ200 · ''20O
10'
Kräuselung:
10 . _ Π _ '200
z200 ■
I2OO
1' - 1IO'
1' - 1IO'
1200'
In den Gleichungen bedeutet l2Oo die Länge de
Faser unter einer Belastung von 200 mg/d vor de Wärmebehandlung.
I10" ist die Länge einer Faser unter einer Belastun
von 10 mg/d nach der Wärmebehandlung und I20I
ist die Länge einer Faser unter einer Belastung vo 200 mg/d nach Wärmebehandlung.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Verbundfäden durch gemeinsames Verspinnen von Coporymerisaten auf der Basis von Acrylnitril, Methacrylat,
Acrylamid und Natriummethallylsulfonat, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Copolymerisat A aus drei Komponenten, bestehend
aus 91,01 bis 92,05 Gewichtsprozent Acrylnitril sowie 7,55 bis 8,4 Gewichtsprozent Methylacrylat
oder Methylmethacrylat und 0,40 bis 0,59 Gewichtsprozent MethaHylsulfonsäure, nut der Maßgabe, daß die entsprechenden Frozentwerte einem
Punkt mit den Koordinaten ν und w entsprechen, welcher innerhalb der Fläche liegt, die im Koordinatensystem
von den die Eckpunkte A (v = 0,59, w = 8,40); B (v = 0,38, w = 8,50); C (v = 0,60,
w - 7,35) und D (r = 0,40 w = 7.55) miteinander
verbindenden geraden Linien eingeschlossen wird, und ein Copolymerisat B aus vier Komponenten,
bestehend aus 88,65 bis 91,15 Gewichtsprozent Acrylnitril, 8,6 bis 10,8 Gewichtsprozent Methylacrylat
oder Methylmethacrylat und Acrylamid, gleich oder mehr als 2 Gewichtsprozent Acrylamid
und 0,25 bis 0,55 Gewichtsprozent Methallylsulfonsäure, mit der Maßgabe, daß die entsprechenden
Prozent werte einem Punkt mit den Koordinaten χ und \ entsprechen, welcher innerhalb
der 1 lache liegt, die im Koordinatensystem von den die Eckpunkte £ (x = 0,55, y = 10,80);
F (x = 0.20, y = 11,0); G (x = 0,58, y = 8.50) und
H (x = 0,25, y - 8,60) miteinander verbindenden geraden Linien eingeschlossen wird, in der Weise
mischt, daß der Anteil des Copolymerisats A 25 bis 75 Gewichtsprozent des erhaltenen Copolymensatgemisches
C. dessen Zusammensetzung innerhalb des Bedingungsbereiches für die Zusammensetzung
des Copolymerisates B fällt, beträgt und daß man unter Verwendung einer 66-bis 75%igen wäßrigen Salpetersäure, die soweit
wie möglich von salpetriger Säure befreit ist. als Lösungsmittel das Copolymerisat A und das Copolymerisatgemisch
C aus einer gemeinsamen Spinndüse in ein Fiillungsbad aus 28- bis 40%iger
wäßriger, soweit wie möglich von salpetriger Säure befreiter Salpetersäure zu Verbundfäden mit exzentrischer
Querschnittsanordnung extrudiert, wobei man die erhaltenen Verbundfäden gegebenenfalls
einer Wasserwäsche, einer ersten Verstreckung, einer Trocknung, einer ersten Wärmebehandlung,
einer zweiten Verstreckung um das 1,1- bis l,5fache und einer zweiten Wärmebehandlung als Entspannungswärmebehandlung
unterwirft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die erste Wärmebehandlung bei Temperaturen im Bereich von 100 bis 1500C vornimmt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verhältnis des Copolymerisats
A zum Copolymerisatgemisch C in den Verbundfäden im Bereich von 40/60 bis 60/40
wählt.
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