DE2356897A1

DE2356897A1 - Acrylsynthesefaser

Info

Publication number: DE2356897A1
Application number: DE2356897A
Authority: DE
Inventors: Kojira Arai; Katsuaki Nomura; Masao Sone
Original assignee: Japan Exlan Co Ltd
Current assignee: Japan Exlan Co Ltd
Priority date: 1972-11-14
Filing date: 1973-11-14
Publication date: 1974-05-30
Also published as: US3953651A; JPS5319718B2; DE2356897C3; JPS4971295A; DE2356897B2

Description

DR. MÜLLER-BORE dipl.-pf^v<5. DR. MANITZ OIPL.-CHEM. DR. DEUFEL DIPL.-ING. FINSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW

Ή liov. 1973

iJ./3/Gm - J

Japan Exlan Company Limited 1-25» Dojima Hamadori 1-chome, Ki taku, Osaka, Japan

Acrylsynthe sefaser

Die Erfindung betrifft eine Acrys^pithesefaser,, die eine hohe Waschfestigkeit besitzt und einen tierhaarähnlichen Griff aufweist» Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer neuen Acrylsynthesefaser, auf dessen Oberfläche ein Silikonharz, das einer bestimmten Strukturformel entspricht, abgeschieden ist₉'wobei dieser Faser in der Weise ein permanenter tierhaar ähnlicher Griff verliegea wira.g· daß die Reibungseigenschaften sowie die Zwischenfaserverfleehtuagsa innerhalb spezifischer Bereiche gehalten' w©rd@a_e. '

' Acrylsynthe sef asern besitzen einen Griff _t' der desjenigen Tierhaaren oder besonderen Wollfasern ahiiliehar ist als der Griff von anderen Synthesefasern.,, Daher wurd@adt@se fasara hauptsächlich den Ye rwendung sz we cksa wie Wollfaserprodulrfee zugeführt 9 insbesondere zur Herstellung von Zwisohenbekleidungs-

(101822/1Ö33 ■ ■■ . '

Dr. MQller-Boro Dr. Manitz · Dr. Dsufal · Dlpl.-Ing. Finstererakä Dlpl.-Irtg. G[SsJJbOW

Braunochvjalg, Am BQrgorparf! O S München 22, Robort-Koch-StraBe 1 7 SSniKgort-Eaö CorinataK, MöBiistraSo

Tolofon (0531) 73387 Telefon (0811) 293645, Telex 5-22050 mbpat Τβϊβίοη (0711) q572S3i

Bonlt: Zentralkassc Bayer.Volksbanken, Mönchen, Kto.-Nr.9S22 Postscheck: Mönd»sneS4BS .

stücken, Unt.erkleidungsstücken sowie Innendekorationen. Der Griff von Acrylsynthesefasern ist zwar demjenigen von Wollfasern ähnlich, wobei er in dieser Hinsicht demjenigen von Polyamidfasern und Polyesterfasern überlegen ist, es bestehen jedoch immer noch erhebliche Unterschiede im Vergleich zu Wollfasern. Insbesondere ist das Gefühl der Schlüpfrigkeit , das man beim Anfassen von Wollfasern,verspürt, eine Eigenschaft, die bisher noch keiner Synthesefaser verliehen werden konnte. Es wurden schon viele Versuche unternommen, Fasermodifizierungseinrichtungen und -mittel zu schaffen, um Fasern diese Eigenschaft zu verleihen. Bisher ist jedoch noch keine praktische Lösung zur Erreichung dieses Zieles, insbesondere bei einem Arbeiten im industriellen Maßstabe, bekannt geworden, so daß in dieser Hinsicht noch viele Probleme gelöst werden müssen.

Es sind Versuche bekannt geworden, Acrylsynthesefasern einen wollähnlichen Griff, insbesondere die Eigenschaft zu verleihen, daß sie sich beim Anfassen schlüpfrig-anfühlen. Beispielsweise ist ein Verfahren zur Verbesserung des schlüpfrigen Griffes bekannt, welches darin besteht, Acrylsynthesefasern mit einem nichtionischen grenzflächenaktiven Mittel auf der Basis eines mehrwertigen Alkohole, mit spezifischen kationischen grenzflächenaktiven Mitteln oder mit spezifischen anionischen grenzflächenaktiven Mitteln zu behandeln. Jedoch haftet diesem Verfahren der Nachteil an, daß der durch ein derartiges Behandlungsmittel verliehene schlüpfrige Griff eine derartig geringe Dauerhaftigkeit besitzt, daß er bereits beim üblichen Waschen im wesentlichen verloren geht. Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dessen Durchführung Acrylsynthesefasern ein schlüpfriger Griff verliehen werden kann, desgleichen ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen mit einem Silikonharz. Beispielsweise wird in der japanischen Patentveröffentlichung 264-36/1969 ein Verfahren beschrieben, bei dessen Durchführung eine Mischung aus eine© Silikonharz und einem Bolyepoxid. als Faserbehandlungsmittel eingesetzt wird.

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In der US-PS "3 418 160 wird ein Verfahren geschildert, .bei dessen Ausführung eine Mischung aus einem Silikonharz und Lanolin auf Faseroberfiachen abge schieden wird.

Bei der Durchführung dieser Verfahren neigen jedoch die Pasern dazu, sich miteinander zu verbinden und hart zu werden, so daß ihr.Griff rauh und hart wird. Das eingesetzte Polyepoxid oder das Lanolin setzen dabei die .Schlüpfrigkeit des Silikonharzes, das in der Mischung vorliegt, herab, so daß kein ausreichender schlüpfriger Griff erzeugt wird.

In den JA-PS 27520/1969 und 28733/197^ wird ein Verfahren zur Verbesserung des -Griffes beschrieben, welches darin besteht-, einen höheren Ester von Acrylsäure oder Methacrylsäure oder einen Vinylester einer höheren Fettsäure auf Paseroberflächen aufzu^ bringen. Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird in gewissem Ausmaße ein schlüpfriger Griff erzeugt, dieser ist jedoch hinsichtlich seiner Qualität von dem schlüpfrigen Griff von !zerfasern,, beispielsweise Wolle, erheblich verschieden, wobei es schwierig :ist, das Endprodukt .zur Verbesserung des Griffes zu behandeln..

Diesen Verfahren haftet der gemeinsame 'itachteil an, -daß der Reibungskoeffizient zwischen den Fasern durch das Paserbehandlungsmittel vermindert wird. Das gleiche gilt bezüglich der Herabsetzung von .Zwischenfaserverilechtungen. Dies hat zur Folge, daß ein -Aufwickeln auf der Kardiermaschine erfolgt, wobei bei dem Kardieren die Menge der Abfallfasern zunimmt. Ferner treten beim Verspinnen häufig Faserbrüche auf, so daß eine Ausführung in' der Praxis sehr schwierig wird.

Wie bekannt ist, stehen bestimmte räumliche Eigenschaften von Pasern, wie beispielsweise die Anzahl der"Kräuselungen, der Kräuselungsindex, die Feinheit sowie die Querschnittsform, in einer engen Beziehung zu dem Griff der fertigen gewirkten oder

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gewebten Waren. In der GB-PS 1 111 880 wird angegeben, einen Geradlinigkeitsfaktor innerhalb eines festen Bereiches zu halten, der als Funktion der durchschnittlichen Krümmung von Kräuselungen, der Anzahl der Kräuselungen sowie der Feinheit definiert wird, um den schlüpfrigen Griff sowie das Antipilling yon gewirkten oder gewebten Waren zu verbessern. Ein derartiger Geradlinigkeitsfaktor ist sicherlich als physikalische Einheit wichtig, durch die quantitativ der Griff von Fasermaterialien ausgedrückt werden kann, welche gewirkte oder gewebte Waren zu bilden vermögen, wobei Jedoch der Griff, insbesondere der schlüpfrige Griff, sich nicht geradewegs nur durch derartige räumliche Eigenschaften von Probefasern bestimmen läßt, da auch andere Faktoren eine Rolle spielen, wie beispielsweise die Reibungseigenschaften zwischen den Fasern.

Aus diesen Gründen weisen alle üblichen Verfahren zur Modifizierung von Acrylsynthesefasern im Hinblick auf die Verleihung eines schlüpfrigen Griffes, der demjenigen von Wollfasern ähnlich ist, erhebliche Nachteile auf, so daß sie. keinen Eingang in die Großtechnik gefunden haben.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß der Griff von Acrylsynthesefasern sowie von gewirkten oder gewebten Waren, die aus diesen Fasern erhalten werden, demjenigen von gewirkten und gewebten Waren aus tierischen Haaren ähnlich gemacht werden kann, indem ein Silikonharz mit einer spezifischen Struktur auf der Oberfläche der Fasern aufgebracht wird, wobei der Verflechtungskoeffizient zwischen den Fasern und die Verflechtungskraft zwischen den Fasern nach der Heißwasserbehandlung innerhalb bestimmter Bereiche gehalten wird.

Es war bereits empirisch bekannt, daß der Griff, insbesondere der schlüpfrige Griff, von gewirkten oder gewebten .Waren hauptsächlich von den Reibungseigenschaften der Fasern abhängt, Jedoch konnte die physikalische Bedeutung des schlüpfrigen Griffes bisher kaum theoretisch aufgehellt werden.

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Es wurde bereits eine Möglichkeit geschaffen, quantitativ den schlüpfrigen Griff zum Ausdruck zu bringen (vergleiche

die D¹T-PS . ... ... (Patentanmeldung entsprechend

der japanischen Anmeldung Nr. 86210/1972)). Dort wird angegeben, daß der·schlüpfrige Griff quantitativ als physikalische Menge zum -Ausdruck gebracht werden kann, und zwar in Abhängigkeit von den.Reibungseigenschaften zwischen Geweben unter der Einwirkung einer starken Kompressionsbelastung. ,

Aus Ergebnissen diesbezüglicher Messungen geht hervor, daß die in einer aus Wollfasern gewirkten Ware auftretenden Reibungen' sowie ein guter schlüpfriger Griff in Form einer glatten Kurve hergestellt werden können, die eine vergleichsweise geringe Unregelmäßigkeit aufweist, während die in einer aus AcrylSynthesefasern gewirkten Ware auftretende Reibung, wobei die zur Herstellung einer derartigen Ware eingesetzten Fasern mit bekannten Faserbehandlungsmitteln, wie S\ie vorstehend genannt worden sind, behandelt worden sind, bei einer Aufzeichnung eine gezahnte typische "stick-slip"-Kurve ergibt, wobei Reibungseigenschaften festgestellt werden, die von denjenigen einer aus Wollfasern gewirkten Ware verschieden sind. ■ >

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Acrylsynthesefaser mit einem tierhaarähnlichen Griff, der eine gute Waschdauerfestigkeit besitzt. Durch die Erfindung .soll eine konkrete Möglichkeit geschaffen werden, Acrylsynthesefasern mit einem günstigen schlüpfrigen Griff zu schaffen, wobei vermieden werden soll, &ß,diese Fasern bei der Durchführung von Verarbeitungsstufen aufwickeln, beispielsweise beim Verspinnen, und auch sonst sehr gut verarbeitbar sind.

Durch die Erfindung wird eine Acrylsynthesefaser zur Verfügung gestellt, bei welcher der später noch näher" erläuterte Zwischenfaserverflechtungskoeffizient 10 bis A-ü beträgt, die Zwischenfaserverflechtungskraft nach der Heißwasserbehandlung nicht oberhalb 50 mg liegt, und eine Silikonharz der Formel " ··

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I³

H₅CSiO

-SiO

CH, M

/ V>n-r N

-SiO -

CH, I ³ SiCH-

(D

("worin R für R¹NH₃, R¹MR" oder R'NR"₂ steht, R¹ -{fiE^-^ bedeutet, η für 1 bis 3 steht, R" C Hp ^ bedeutet, m 1 bis 3 ist, und χ und j ganze positive Zahlen sind, wenn das Molekulargewicht des Silikonharzes nicht mehr als 100 000 beträgt) auf der Oberfläche in einer Menge von 0,1 bis 3 %, "bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, aufgebracht ist.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:"

Fig. 1 eine Vorrichtung zur Messung der Reibung einer Ware, und zwar zum Messen der Spannungsreduktionsgeschwindigkeit tana zum Zeitpunkt einer kinetischen Reibung sowie ein dazugehöriges Aufzeichnungsblatt.

Fig. 2 eine Faserreibungsmessvorrichtung zum Messen des

schenfaserverfLechtungskoeffizienten sowie der Zwischenfaserverflechtungskraft nach der Heißwasserbehandlung sowie dazugehörige AufZeichnungsblätter.

Fig. 3 Aufzeichnungsblätter für die Spannungsreduktionsgeschwindigkeiten tana zum Zeitpunkt einer kinetischen Reibung der Probefasern gemäß Beispiel 2.

Da die erfindungsgemäßen Acrylsynthesefasern eine bestimmte Zwischenfaserverflechtung aufweisen, erfolgtkein Aufwickeln auf einer Kardiermaschine, wobei ferner keine Abfallfasern und Faserbrüche beim Verspinnen auftreten. Die Fasern lassen

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sich, in ausgezeichneter Weise verarbeiten, wobei der auf scharf gekräuselte Wellenformen-zurückgehende harte Griff in dem Endprodukt nicht mehr feststellbar ist und die Zwi-*· schenfaserverflechtungskraft nach der Heißwasserbehandlung vermindert ist. ·

Die Erfindung schafft daher die Möglichkeit, eine neue Acrylsynthesefaser zu schaffen, die einen schlüpfrigen Griff besitzt, der demjenigen von aus tierischen Haarfasern gewirkten oder gewebten Waren sehr ähnlibh ist. Dieser Griff ist auf die synergistische Wirkung aus Zwischenfaserverflechtungskraft und Auswahl des spezifischen Silikonharzes der Formel (I) zurückzuführen. Dabei ist ferner von Bedeutung, daß der schlüpfrige Griff des Endproduktes kaum durch Waschen vermindert wird.

Eine zweite Wirkung, die erfindungsgemäß erzielt wird,' besteht darin, daß beim Wirken von Garnen, die aus derartigen Acrylsynthesefasern versponnen werden, es nicht mehr notwendig ist, ein Wirköl zu verwenden,, so daß sieh das Wirken sehr einfach gestaltet. .

Die Acrylsynthesefaser,, auf welche das spezifische Silikonharz der Formel (I) zur Durchführung der Erfindung aufgebracht wird, ist im allgemeinen eine Faser aus einem Polymeren oder Copolymeren, wobei Acrylnitril die Haupt komponente des faserbildenden Polymeren, ist« Es handelt sich um. Fasern aus Acrylnitril, einem CopOlymeren aus nicht weniger als 70 Teilen Acrylnitril mit einem anderen vinylischemMonomeren, das mit Acrylnitril copolymer!-· sierbar xsl;, oder um an gemischtes Polymeres aus einem derartigen Copolymeren und einem anderen Copolymer en·.

Bezüglich des Polymerisationsverfahrens zur Herstellung derartiger Copolymerer bestehen keine Einschränkungen. Jedes Polymerisationsverfahren, das zur Herstellung eines Acrylnitrilpolymeren

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eingesetzt werden kann, "beispielsweise die bekannte Lösungspolymerisation oder die Polymerisation einer wäßrigen Suspension, kann durchgeführt werden.

Ein derartiges Polymeres, das Acrylnitril als Hauptkomponente enthält, wird unter Verwendung bekannter organischer Lösungsmittel oder anorganischer Lösungsmittel zur Erzeugung einer Spinnlösung aurgelöst. Die Spinnlösung wird unter Bildung von Fasereinfach- oder Verbundfilamenten versponnen, worauf die Faserfilamente mit Wasser gewaschen und in üblicher Weise verstreckt werden. Dann wird das Silikonharz der Formel auf den Faserfilamenten in einer Menge von 0,1 bis 3,0 % oder darüber, vorzugsweise in einer Menge von 0,5 bis 2, υ %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, aufgebracht, ohne dabei mit irgendeinem anderen Harz vermischt zu werden. Dann werden die Faserfilamente zusammengeschrumpft, wärmeentspannt und mechanisch gekräuselt und auf diese Weise zu den fertigen Fasern verformt. Man kann auch die mechanisch gekräuselten Acrylsynthesefasern gegebenenfalls ein zweites M_al trocknen.

Die Aufbringung des Silikonharzes auf die Oberflächen der zu behandelnden Fasern kann auch dann erfolgen, wenn die Fasern in Form eines Wergs oder eines Stapels nach einem Wärmeentspannen oder einem zweiten Trocknen vorliegen.

Zur Aufbringung des Silikonharzes auf die Faseroberflächen kann man sich eines Verf äa rens bedienen, bei dessen Durchführung eine Acrylsynthesefasern während eina? Zeitspanne von nicht weniger als 0,5 Sekunden in eine wäßrige Emulsion eingetaucht wird, die ein Flüssigkeitsverhältnis von 1 : 100 oder darüber aufweist und durch Zugabe einer entsprechenden Menge eines geeigneten Emulgiermittels hergestellt worden ist, beispielsweise eines nichtionischen grenzflächenaktiven Mittels, wie z. B. eines POA (n)-Alkylphenylphosphats (wobei η der Polymerisationsgrad des Polyoxyäthylens ist und eine positive ganze

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Zahl von 5 "bis 15 darstellt), wobei zur Herstellung der Emulsion ein Silikonharz gemäß Formel (I) eingesetzt wird.

Zum Eintauchen in eine derartige wäßrige Emulsion wird gewöhnlich ein kontinuierliches Behandlungssystem eingehalten, man kann jedoch auch chargenweise arbeiten.

Nachdem die Acrylsynthesefasern in die wäßrige Emulsion eingetaucht worden sind, wird der Überschuß an Emulsion unter Verwendung einer Walzeinrichtung abgequetscht, wobei die Einrichtung derartig eingestellt wird, daß eine bestimmte Menge des Silikonharzes auf den Oberflächen abgeschieden wird, worauf die Fasern getrocknet werden. Zum Orientieren und zum Verankern des Silikonharzes -auf der Oberfläche der behandelten Fasern wird die Trocknungstemperatur vorzugsweise innerhalb eines Bereiches von 7° "bis 15^{U 0}C und insbesondere 100 "bis 13^{Ü 0}C ausgewählt. Diese Trocknungsbehandlung kann gleichzeitig mit dem Trocknen zum Zusammenfallenlassen der Faserstruktur durchgeführt .werden.

Liegt die Menge des auf den behandelten Fasern aufgebrachten Silikonharzes unterhalb 0,1 %, dann wird es schwierig, das Silikonharz auf den Faseroberflachen zu orientieren und zu verankern, so daß nicht der angestrebte schlüpfrige Griff erzielt wird.

Beträgt die Silikonharzmenge auf den behandeLten Fasern mehr als 5,0 %, dann verbinden sich die Fasern unter Aushärtung, so daß sie einen rauhen Griff annehmen. Außerdem wird die Verarbeitbarkeit während des Verspinnens merklich vermindert. Daher ist eine Menge oberhalb 3,0 % nicht zweckmäßig.

Die aufgebrachte Silikonharzmenge kann innerhalb des vorstellend angegebenen bevorzugten Bereiches in der Weise gehalten werden, daß die Konzentration des Behandlungsbadesy die Eintauchzeit' ■

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sowie das Abquetschen entsprechend gesteuert werden.

Zur Durchführung der Erfindung wird die Verflechtung zwischen den Fasern, auf welchen die entsprechende Menge des Silikonharzes abgeschieden worden ist, etwas vermindert, und zwar durch Herabsetzen des Reibungskoeffizienten sowie der Wärme-Stabilität der Kräuselung auf Werte, die unterhalb der «Verte von Acrylsynthesefasern liegen, auf denen kein Silikonharz abgeschieden worden ist. Damit bei der Durchführung der anschließenden Verarbeitungsstufen keine Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise ein Aufwickeln, ein Herumfliegen sowie eine Erhöhung der Menge der Abfallfasern bei dem Kardieren sowie häufige Garnbrüche und eine Erhöhung von Faserunregelmäßigkeiten bei dem anschließenden Verspinnen oder dgl., ist es erforderlich, daß der weiter unten näher beschriebene Zwischenfaserverf lechtungskoeffizient zwischen 10 und 4o liegt.

Liegt der Zwischenfaserverflechtungskoeffizient unterhalb 10, dann treten das vorstehend beschriebene Aufwickeln, Herumfliegen sowie die Bildung von Abfallfasern beim Kardieren in verstärktem Maße auf, wobei ferner Garnbrüche beim Verspinnen merklich zunehmen, so daß keine wirtschaftliche Arbeitsweise gegeben ist.

Liegt der Zwischenfaserverflechtungskoeffizient oberhalb 40, dann tritt der Nachteil auf, daß die Gleichmäßigkeit des versponnenen Garn vermindert wird, wobei in einem extremen Falle die Bildung von gesponnenem Garn unmöglich wird.

Zur Erhöhung des Zwischenfaserverflechtungskoeffizienten lassen sich einige Methoden anwenden, bei deren Durchführung die Anzahl der Kräuselungen oder der Kräuselungsindex erhöht wird. Um jedoch den schlüpfrigen Griff des fertigen Produktes durch die Vielfachwirkung zu erhöhen, die auf dem Zwischenfaserverflechtungskoeffizienten und der Aufbringung des Silikonharzes der allgemeinen Formel (I) beruht, ist es nicht immer zweckmäßig, die Anzahl der Kräuselungen sowie den Kräuselungsindex ohne

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. .,, -^ - - 23.5S8-97

bestimmte Einschränkungen- zu. erhöhen.

Es ist ein. Verfahren. vo.xizaizie-h.en.-j bei de ssen Ausführung ein Gpinnö:!, das den Belbungsko effizienten zwischen den Fasern erhöht, auf die zu "behandelnden getrockneten Fasern auf gebracht wird, wobei dieses Spinnöi beispielsweise aus einem niehtionischen aktiven Mittel besteht,, welches sich aus einem Äth;ylenoxid_Taddierte-n höheren Alkohol; zusammensetzt. Ein Behandlungsmittel, dieser Art besitzt den Vorteil, daß 6s bei einer Warm- oder Kaltwasserbehandlung leicht abtropft, bei— spielsweisB bei der Durchführung einer Färbestufe, und damit keinen Einfluß auf den Griff des Produktes ausübt.

Ferner ist ein Verfahren anwendbar, bei dessenAusführung die behandelten. Fasern, die bei einer Temperatur wärmeentspannt worden sind, die höher ist als die mechanische: Kräuselungstemperatur, und welche getrocknet worden sind, mechanisch bei 80 bis"1ü5 ⁰C unter Einwirkung von feuchter Wärme oder bei 1OU bis⁷ 15^{Ü 0}C unter: der Einwirkung: von. trockenei· Wärme gekräuselt werden, so- daß nichthitzehärteiide: Kräuselungen mit einem ge eigne ten Zwi.sehenf aserver f lecht-Ungs-ko ef f Izienten erhalten werden, die teilweise bei eier Heißwasserbehandlung versch.wind.en.

Je schwächer die Zwischenfaserverf"lechtungskraft der Garne von gewebten oder gewirkten Waren aus erf ind-angsgemäBen Acrylsynthesefasern ist, desto ausgeprägter ist der schlüpfrige Griff des aufgebrachten Silikonharzes. Daher ist es -erforderlich, die ZwischenfaserverfXechtungskraft nach der Durchführung einer derartigen Heißwasserbehandlung:, beispielsweise beim Färben, auf weniger als 50 mg und vorzugsweise auf weniger als 30 mg bei der Durchführung der weiter unten noch beschriebenen Meßmethode zu halten.

Übersteigt die Zwischenfaserverflechtungskraft nach der Heißwasserbehandlung 50 mg* dann wird der schlüpfrige Griff ver-

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schlechtert, wobei ein grober Griff auftritt. Daher ist ein derartiges Überschreiten dieser Menge nicht ratsam. Um die Zwischenfaserverflechtungskraft zu vermindern, steht eine Methode zur Verfügung, bei deren Ausführung die Anzahl der Kräuselungen sowie der Kräuselungsindex herabgesetzt werden, ein Verfahren, bei dessen Ausführung das- Flächenträgheitsmoment der Fasern vermindert wird, ein Verfahren, bei dessen Ausübung die Monofilamentfeinheit in- Denier vermindert wird, oder ein Verfahren, bei dessen Praktizierung der Elastizitätsmodul in der Axialrichtung der Faser reduziert wird.

Die auf diese Weise erhaltenen Acrylsynthesefasern werden gewöhnlich mit sehr stark schrumpffähigen Acrylsynthesefasern mit einem latenten Schrumpfungsvermögen zur Herstellung von Garnen oder gewirkten oder gewebten Waren versponnen. Diese Acrylsynthesefasern können allein oder mit anderen Fasern versponnen verwendet werden. Insbesondere dann, wenn ein Mischverspinnen mit tierischen Haarfasern erfolgt, beispielsweise mit Wolle, können gewirkte oder gewebte Waren mit einem sehr günstigen Griff aufgrund der synergistischen Wirkung, die erfindungsgemäß erzielt wird, erhalten werden, wobei der auf diese Wirkung zurückgehende Griff sich mit dem schlüpfrigen Griff der tierischen Haarfasern ergänzt.

Vor der Beschreibung der Beispiel werden nachfolgend die Definitionen und Meßmethoden der physikalischen Einheiten angegeben, durch welche der schlüpfrige Griff der Probefasern zum Ausdruck gebracht wird.

(1) Silikonharz menge:

Einige Arten von organischen Lösungsmittelphasen, in denen die Konzentration des gleichen Silikonharzes, das auf die Faserproben aufgebracht werden soll, variiert wird, werden zuerst hergestellt, worauf die Intensitäten der Infrarotabsorption bei

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800 cm dieser organischen Lösungsmittelphasen unter Verwendung eines Infrarotspektrophotometers "bestimmt wird. Dab'ei wird das Modell 521 verwendet, das von Perkin Elmer Co. in den Handel gebracht wird. Anschließend wird eine Eichlinie bestimmt, welche eine Beziehung zwischen der Menge des Silikonharzes und der Intensität der Infrarotabsorption der Gruppen Si-CH, und Si-(CH₅)₂ bei 800 cm"¹ zeigt.

Dann werden die zu testenden Acrylfasern auf eine Länge von 0,1 bis 0,3 mm zerschnitten. 3 mg dieser Fasern werden gewogen und mit gebrennt ausgewogenen 200 mg Kaliumbromid vermischt. Die Mischung wird nach dem Vermischen in üblicher Weise vermählen und dann zu Tabletten verformt (Probe A). Ferner werden in der gleichen Weise Tabletten aus Acrylfasern, auf die kein Silikonharz aufgebrächt worden ist, in der-gleichen Weise hergestellt (Probe B). ,

Dann wird die Probe A auf die Probeseite und die Probe B auf die Ausgleichsseite des Infrarotspektrophotometers (Modell 521 von Perkin Eimer) gebracht, worauf die Intensität der Infra-

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rotabsorption bei 800 cm gemessen wird. Die aufgebrachte Menge des Silikonharzes auf der Probe A wird aus der auf diese Weise gemessenen Intensität sowie der zuvor bestimmten Eichlinie ermittelt.

(2) Spannungsverminderungsgeschwindigkeit tanoc zum Zeitpunkt einer kinetischen Reibung:

Die kinetische. Reibungskraft zwischen den Probewaren wird in vergrößerter Form bestimmt und in der Weise gemessen, daß die durch Fig. 1 (A) wiedergegebene Reibungsmeßvorrichtung verwendet wird. Zur weiteren Erläuterung dient Fig. 1 (B). In einer Atmosphäre mit eingestellter Feuchtigkeit (20 ⁰C , relative Feuchtigkeit 65 %) wird eine Warenprobe 1 an einem Probestand befestigt. An einem Ende wird eine Last-4- mit 30 g angehängt,

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so daß die Waren unter Spannung ist. Eine Gleiter 6 mit einer effektiven Kontaktoberfläche von 3 cm (2 cm χ 1,5 cm), auf dem sich eine Drucklast 5 mit einem Gewicht von 450 g befindet, wird auf die Warenprobe 1 aufgesetzt. Ein Warenprobestück wird an der unteren Oberfläche des Gleiters 6 fixiert. Der Probestand 2 wird mit einer konstanten Geschwindigkeit von 12 mm/min bewegt. Die Reibungskraft, die zwischen der Warenprobe erzeugt wird, wird unter Verwendung eines Widerstandsdrahtsdehnungsmessers 8 ermittelt, der mit dem Gleiter 6 verbunden wird. Die Reibungskraft wird mittels eines Aufzeichners 9 aufgezeichnet. Befindet sich bei der Messung die kinetische Reibungskraft in einem konstanten Zustand, dann wird der Anzeiger des Aufzeichnungsgerätes auf den Nullpunkt gebracht. Wie durch die Stellen F und G gezeigt wird, wird die Aufzeichnungsempfindlichkeit auf das 5- bis 10-fache vergrößert.. Eine kleine Veränderung der kinetischen Reibungskraft wird auf diese Weise vergrößert und gemessen.

Die Spannungsverminderungsgeschwindigkeit tanoc zum Zeitpunkt der kinetischen Reibung ist eine Spannungsverminderungsgeschwindigkeit pro mm Verschiebung der Warenprobe in der Aufzeichnung der vergrößerten Messung und wird als Durchschnittswert von insgesamt 1OU tana-Messungen ausgedrückt, wobei 5 wiederholte Messungen unter Verwendung von 20 Proben durchgeführt werden. Beträgt der tana nicht mehr als 25 g/mm, dann besitzen die Probefasern einen günstigen schlüpfrigen Griff, der sehr stark demjenigen von tierischen Haarfasern ähnelt.

(3) Zwischenfaserverflechtungskoeffxzient (f/_A/ D):

Der Grad der Verflechtung zwischen zwei verdrehten Fasern wird unter Verwendung der durch Fig 2 wiedergegebenen Meßvorrichtung bestimmt. Eine Faserprobe 1 wird an einem Ende in einer Einspannrichtung2 eingespannt, worauf der Einzelfaden längs der äußeren Umfange von Führungswalzen 3 ^{+ 4} geführt

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und dann frei hängen gelassen wird, wobei ein leichtes Gewicht 5 von 2 mg auf das untere Ende einwirkt. Dann wird eine andere Faserprobe 7 mit einem · Gewicht 6 von 2 mg an einem Ende an dem anderen Ende in einer Klemmeinrichtung 9 eingespannt, die mit einem Widerstandsdrahtdehnungsmesser 8 verbunden ist. Dann werden die Einzelfäden 1 und 7 zusammen fünfmal gedreht und hängen gelassen. Anschließend wird ein bewegliches Gestell 10, das mit den Führungswälzen 3 und 4 ausgerüstet-ist, nach unten bewegt. Die erzeugte Spannung wird mittels des Widerstandsdrahtdehnungsmessers 8 ermittelt und von dem Aufzeichner 11 aufgezeichnet. -

Wie aus Fig. 2 (B) hervorgeht, wird die Höhe fi des Peaks der Zwischenfaserverflechtungskraftf (in mg) einer einzigen Probe 2o mal gemessen, worauf die Probe ersetzt wird. Die Höhe fi wird erneut zehnmal in der gleichen Weise gemessen, wobei die Zwischenfaserverflechtungskraft f (in mg) als Durchschnitts-• wert von insgesamt 2-0ü Höhen fi ermittelt wird.

Der Zwischenfaserverflechtungskoeffizient f Λ/ D kann in der Weise bestimmt werden, daß die auf diese Weise ermittelte "Zwischenfasernverflechtungskraft f (in mg) durch die Quadratwurzel der durchschnittlichen Einzelfadenfeinheit D (in Deni-er) von 20 Probefasern, bestimmt unter Verwendung .eines Denieroskops, das von der Kyokko Seiko Co. in den Handel gebracht wird, dividiert wird. .

(4) Zwischenfaserverflechtungskraft f"_B nach der Heißwasserbehandlung:

Eine Faserprobe, deren oberes Ende fixiert ist, während ihr unteres Ende frei ist, wird in Wasser mit einer Temperatur von 98 ⁰C während einer Zeitspanne von 15 min eintauchen gelassen, worauf die Wassertemperatur auf einen Wert unterhalb 60 ⁰G ■

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abgesenkt wird. Die Faserprobe wird her ausgenommen und getrocknet, wobei das obere Ende in einem Heißlufttrockner bei 80 ⁰C fixiert ist. Das Trocknen erfolgt während einer Zeitspanne von 30 min.

Unter Verwendung dieser Faser wird die gleiche Meßmethode wie bei der Bestimmung des Zwischenfaserverflechtungskoeffizienten durchgeführt. Auf diese Weise läßt sich die Zwischenfaserverfleohtungskraft f_ß nach der Heißwasserbehandlung bestimmen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Alle Teil- und Prozentangaben beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf das Gewicht.

Beispiel 1

Ein Copolymeres, das durch Copolymerisation von 9,8 % Methylacrylat und 0,2 % Hatriummethallylsulfonat mit 90 % Acrylnitril hergestellt worden ist, wird in einer wäßrigen Lösung von Nätriumthiocyanat aufgelöst. Die erhaltene Spinnlösung¹ wird in kaltes Wasser versponnen. Die erhaltenen Fasern werden mit Wasser gewaschen und in üblicher Weise unter Erzeugung eines angequollenen Gelfaserwergs mit einem Wassergehalt von 80 % verstreckt. Dieses Faserwerg wird während einer Zeitspanne von 3 Sekunden in eine Emulsion eingetaucht, die durch Emulgieren und Dispergieren von 2 % eines Silikonharzes der Formel (I) hergestelltworden ist, wobei in diesem Falle R für CH₂NHo steht. Ferner enthält die Emulsion 1 % POÄ (9) Nonylphenylphosphat und 0,2 % Sumitex Accelerator SX-70A als Katalysator (hergestellt von der Sumitomo Chemical Co.). Anschließend wird in einer solchen Weise ausgequetscht, daß die Menge der aufgebrachten Emulsion 80 %, bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, beträgt. Dann wird während einer Zeitspanne von 15 min in einer Trockenbirne mit einer Temperatur von 125 °C sowie bei einer Temperatur von 60 ⁰C in einer Feuchtbirne getrocknet, so daß die Leerstellen

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in. der Faserstruktur zusammenfallen, wobei gleichzeitig eine Orientierung des Silikonharzes und eine Fixierung auf den behandelten Acrylfasern erfolgt. Anschließend wird c&s Faserwerg weiter während einer Zeitspanne von 8 min in komprimiertem Was-. serdampf bei 130⁰G warmeentspannt, wobei die Faserstruktur ent-. spannt wird. Dann erfolgt ein Einführen in eine Stopfbüchse zur Kräuselung, worauf 0,JJ % Nissan Unilube 50 MB - 168, hergestellt von der Nippon Oils and Fats Co., als Spinnöl aufgebracht "werden. Dann wird getrocknet, worauf das Werg in ungleiche Längen zwischen 60 und 140 mm zur Herstellung von nichtschrumpfb'aren Acrylsynthesefäsern mit einer Einzelfadenfeinheit von 2,5 Denier zerschnitten wird. Die auf diese Fasern aufgebrachte Silikonharzmenge beträgt 0,97 %, der Zwischenfaserverflechtungskoeffizient 13,7 und die 'Zwischenfaserverf Ie chtungskraft nach der Heißwasserbehandlung 12,0 mg. Dann werden 60 % dieser Acrylsynthesefäsern sowie 40 % stark schrumpffähiger Acrylsynthesefäsern, die mittels eines Turbostaplersystems erzeugt worden sind und ein latentes Schrumpfungsvermögen von 12,4 % besitzen, "mischversponnen, wobei ein 2-fach gefachtes Garn mit einer Garnnummer von 52 (metrische Garnnummer) erhalten wird.

Das erhaltene mischverspOnnene Garn wird stranggefärbt, wobei gleichzeitig das latente Schrumpfungsvermögen entwickelt wird, um eine Bauschigkeit zu erzielen. Zwei dieser versponnenen Garne werden in gefachter Form'einer Kulierwirkmaschine (14G) zugeführt und, zu einem glatten Gewebe gewirkt, worauf eine Streckung um 4 % in der Längsrichtung und eine Fixierung durchgeführt wird (Hoffmanset) (Wirkware 1).

Dann wird eine Wirkware mit einer glatten Struktur unter den gleichen Bedingungen, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, hergestellt,, mit der Ausnahme, daß nicht schrumpffähige Acrylsynthesefäsern veirwendet werden, die nicht der erfindungsgemäßen Emulsionsbehandlung unterzogen worden sind, wobei auf diese Fasern nur ein kationischer Weichmacher aufgebracht worden ist

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(Zontes TA 4.60 - 15, hergestellt von der Matsumoto Oils and Fats Co.) (Wirkware 2).

Die Ergebnisse der Messung der Spannungsverminderungsgeschwindigkeiten tana zum Zeitpunkt einer Gewebereibung sowie die fühlbaren Griffe vor und naeh dem Waschen dieser Wirkwaren, sind in der Tabelle I zusammengefaßt. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Wirkware 1 alle erfindungsgemäßen Bedingungen erfüllt und auch den erwünschten schlüpfrigen Griff nach dem Waschen beibehält. Als Waschmethode wird eine Methode angewendet, bei deren Ausführung 15 min bei einem Flüssigkeitsverhältnis von 1 : 50 in warmem Wasser bei 4-Ü ⁰C gewaschen wird, wobei dem Wasser 1 g/l Monogen Uni "zugesetzt wird. Es wird eine Haushaltswaschmaschine verwendet, in der ein Waschen mit Wasser durchgeführt wird. Dann wird bei Zimmertemperatur auf einer flachen Platte getrocknet.

Tabelle I

Ware 1 Ware 2

tana

2o,3 19,7 20,5 über 1Ou

nach dem Waschen

Bewertung

guter schlüpfriger Griff rauher Griff

Beispiel 2

Die gleiche Spinnlösung, wie sie gemäß Beispiel 1 verwendet worden ist, wird in kaltes Wasser¹zur Herstellung von Acrylsynthesefaserwergs mit einer Einzelfadenfeinheit von 3 Denier naßversponnen. Diese Faserwergs werden zerfasert. Wie aus der Tabelle II hervorgeht, wird auf jede der Proben 1 und 2 ein bekanntes kationischen weichmachendes Mittel aufgebracht, außerdem werden verschiedene Arten von Silikonharzen gemäß der Strukturformel (I) auf die Proben 3, 4-, 5 und 8 in verschiedenen Mengen

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aufgebracht. Nach dem Trocknen erfolgt ein mechanisches Kräuseln in einer Stopfbüchse, anschließend ein zweites Trocknen und dann ein Zerschneiden zu einer festen Länge von 57 mm zur Herstellung von nicht schrumpffähigen Aerylsynthesefaserstapeln. 0,Ju % Nissan "ünilube 5^U MB - 168» hergestellt von der Nippon Oils and Fats Co., werden auf jede der Proben 3 bis 8 vor dem mechanischen Kräuseln aufgebracht..

Diese Faserproben werden unter Verwendung -eines Shirley·^ Miniatur-Spinnrahmens unter Bildung von zweifach gefachten Garnen mit einer Garnnummer von 3-6 .( metrische Garnnummern) versponnen, stranggefärbt. und anschließend zu flach gewirkten Strukturen mit 12 Gauges gewirkt. ,

Zu Vergleichszwecken werden getrennt Acrylsynthesefaserwerge der' Probennummern 6 und ? hergestellt, wobei auf jedes dieser Werge ein Silikonharz -aufgebracht wird, in welchem R gemäß der Strukturformel für GH₀-O-CH - CH₀ steht, und zwar anstelle

des Silikonharzes der Formel (I)ν Es werden zweifach gefachte Garne mit einer Garnnummer von 36 (metrische Garnnummern) unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 besehrieben her-* gestellt, die zu gewirkten Waren mit flachen Strukturen mit 12 Gauges gewirkt werden.

Die Zwischenfaserverflechtungskoeffizienten, die Zwischenfaser— Verflechtungskräfte "nach, der Heißwasserbehandlung sowie dei* tana nach dem Waschen dieser Fasern und gewirkten Waren gehen aus der Tabelle II hervor.

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- 20 _ Tabelle II

Probe Weichmacher aufgebrachte R in der Nr. Menge in % Struktur^ f//lT f

fqrmel (I)

tana nach dem Waschen

kationischer
Weichmacher

Silikonharz

U
11

0,5

0,8

0,5

0,9 "

1,6 «

0,8 CH₀-GH - GH.

0,8

14,2 33,0 über 1Üü

15.7 55,0 über 1üU

16.1 16,6 21,8

13.8 14,0 19,5

14.2 11,3 15,6 13,5 18,8 30,0

0,8 GH₂-CH - CH₂" 15,1 20,4 54,5

15,0 15,7 21,5

Die Warenreibungskurven der Faserproben gemäß Beispiel 2 gehen aus Fig. 3 hervor. Aus der Tabelle II und aus Fig. 3 ist zu ersehen, .daß die Reibungseigenschaften der Proben 3, 4-, 5 und 8 allen erfindungsgemäßen Bedingungen entsprechen, wobei ein schlüpfriger Griff erzielt wird, der demjenigen von Wollfasern sehr ähnlieh ist. Neben den quantitativen üntersuchungsergebnissen, die in der Tabelle I zusammengefaßt sind, wird der Griff durch Abtasten ermittelt« Auch aus diesen Ergebnissen geht hervor, daß jede der Proben 5, 4·» 5 und 8 einen günstigen schlüpfrigen Griff besitzt.

Zu Vergleiohszweeken wird eine andere Probe einer Acrylsynthese-, faser verwendet, wobei die Konzentration des Silikons in der Emulsion erhöht wird, die abgequetschte Menge nach der Epulsionseintauchbehandlung vermindert und die Menge des auf der Probe Nr. 5 aufgebrachten Silikonharzes auf 3,9 % eingestellt wird. Es erfolgt

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ein so häufiges Aufwickeln infolge eines Klebens bei der Durchführung der Kardierungsstufe beim Spinnen, daß kein befriedigendes versponnenes Garn hergestellt werden kann.

Beispiel 3 " " ·

Es werden zwei Spinnlösungen hergestellt durch Auflösen eines Acrylnitrilcopoljaeren A, bestehend aus 90 % Acrylnitril, 9»8 % Methylacrylat und 0,2 % Natriummethallylsulfonat sowie eines anderen Acrylnitrilcopolymeren B,- bestehend aus 89 % Acrylnitril und 11 % Vinylacetat. Das Auflösen erfolgt in wäßrigen Lösungen von Natriumthiocyanat. Die Lösungen werden zu Verbundfasern in kaltes Wasser versponnen. Die auf diese Weise versponnenen Verbundfasern werden mit Wasser gewaschen, verstreckt und in üblicher Weise zusammenfallen gelassen, worauf sie während einer Zeitspanne von 8 Minuten in komprimiertem Wasserdampf bei einer Temperatur von 115 ⁰C wärmeentspannt werden. Sie werden dann kontinuierlich während einer Zeitspanne von 1 Sekunde in eine Emulsion eingetaucht, die durch Emulgieren und Dispergieren von 2 % eines Silikonharzes hergestellt worden ist. Bei dem Harz handelt es sich um ei-, ne Verbindung der Formel (I), in der R für CHp-NHp steht. Außerdem enthält die Emulsion 1 % POl (9) Nonylphenylphosphat. Die Fasern werden mechanisch gekräuselt und mit einem Spinnöl behandelt, worauf sie getrocknet und zur Herstellung von Acrylverbundfaserstapeln aus "einem Einzelfaden mit einer Feinheit von 2,5 Denier zerschnitten werden. Die aufgebrachte Silikonharzmenge auf den Fasern beträgt 0,84- .%, der Zwischenfaserverflechtungskoeffizient 24,6 sowie die Zwischenfaserverf lechtungskraft nach der Heißwasserbehandlung 35,6 mg. , ·

50 % der Probefasern sowie 50 % nicht schrumpfbare AcrylSynthesefasern, auf denen 0,97 % Silikonharz gemäß Beispiel 1 aufgebracht worden sind, werden in üblicher Weise zur Herstellung eines zweifach gefachten Garnes mit einer Garnnummer von 72 (metrische Garnnummern) mischversponnen.

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Bei der Herstellung dieses versponnenen Garns werden keine Schwierigkeiten festgestellt, wie beispielsweise ein Aufwikkeln beim Kardieren. Ferner wird der tana nach dem Waschen einer gewirkten Ware mit einer flachen Wirkstruktur, die aus diesen gemischt versponnenen Garnen hergestellt worden ist, sowie nach einem Färben zu 20,9 g/mm ermittelt.. Man stellt fest, daß das gewirkte Gewebe einen günstigen schlüpfrigen Griff beibehält.

Beispiel 4-

Acrylsynthesefaserstapel werden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, daß Acrylsynthesefaserwerge, auf denen 0,97 % Silikonharz gemäß Beispiel 1 aufgebracht worden sind, in eine Stopfbüchse eingeführt werden. Der Zwischenfaserverflechtungskoeffizient wird auf 8,3 durch Vermindern des Druckes eingestellt. Werden die auf diese Weise erhaltenen Fasern allein versponnen, dann rollen sie sich beim Kardieren auf, wobei die Gewebe so häufig brechen, daß es unmöglich ist, die Verarbeitung fortzusetzen.

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Claims

P a t e η ta η ε ρ r ü c h

1, Acrylsynthesefaser, dadurch gekennzeichnet, deiß der Zwischenfaserver^leehtungskoeffizient 10 bis, 40 und die Zwisqhenfaserverfleehtungs,kraft nach der Heißwasserbehandlung nicht mehr als 50 mg beträgt, wobei ein Silikonharz der nächstehend an^ gegeb.engii Formel auf der Oberfläche in einer Menge von 0,1 bis 3,0 °/°% b.ezog_eri auf das Trockengewicht der laser, aufgebracht ist

CH,

H₃SiQ CH

SiO

CH, -'χ
5

SiQ

- CH

-SiCH-

(I)

(worin R für R¹NH₀, R¹NHR" oder R¹NR"- steht, R' 4CH_O4 be-

- - - ■ ei' ■ cL (L η

deutet, η 1 bis 5 ist, R" ^c _m ^H2_m+i darstellt, m 1 bis 2 ist, und x"" und y posititve ganze Zahlen sind, wenn das Molekulargewicht des Silikonharzes nicht mehr als 1OQ OQO beträgt).
2. Acrylsynthesefaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, . daß das Silikonharz in Form einer wäßrigen Emulsion aufgebracht worden ist, die mit einem Emulgiermittel versetzt
worden ist, welches aus POÄ (n)-Alkylphenylphosphat besteht, wobei η der Polymerisationsgrad des Polyoxyäthylens ist und einen Wert von 5 bis 15 besitzt.

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