DE3021889C2

DE3021889C2 - Poröse schwer entflammbare synthetische Acrylfasern und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE3021889C2
Application number: DE3021889A
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Kondo; Takaji Hofu Yamamoto; Toshihiro Yamamoto
Original assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Current assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd
Priority date: 1979-06-18
Filing date: 1980-06-11
Publication date: 1982-10-28
Also published as: GB2105253B; DE3021889A1; GB2105253A; GB2054450A; IT8022874A0; IT1141004B; GB2054450B; US4346146A

Description

nicht weniger als —. „

30 ^Μ

2. Fasern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus 2 bis 50 Gew.-% Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-% einer Mischung aus dem Modacrylcopolymeren nach Anspruch 1 und einem Acrylcoporymeren aufgebaut sind, das aus

(1) 5 bis 30 Gew.-% eines Monomeren der allgemeinen Formel

₂=c—<

CH₂=C-COOX worin X R₂ oder

CH₃
-^CH₂-CH₂-O)₇-(CH₂-CH-

35

R, und R₃ Wasserstoff oder CH₃, R₂, H, NH₄ oder ein Alkalimetall und /und m ganze Zahlen von 0 bis 50 bedeuten und 0< /+ m< 50 ist,

(2) wenigstens 70 Gew.-% Acrylnitril, und

(3) copolymerisierbarem Monomeren besteht,
wobei der Anteil des Acrylcopolymers nicht mehr als 33 Gew.-% des gesamten, die synthetische Acrylfaser ausmachenden Polymers, beträgt.

3. Fasern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Modacrylcopolymer 0,5 bis 3,0 Gew.-°/o eines eine Sulfonsäuregruppe enthaltenden, copolymerisierbaren Monomers enthält.

4. Fasern gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das copolymerisierbare Monomer Natriummethallylsulfonat und/oder Natriumallylsulfonat ist.

5. Fasern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie hauptsächlich Makrohohlräume aufweisen, die durch Phasentrennung von Celluloseacetat und dem Modacrylcopolymer gebildet worden sind.

6. Verfahren zur Herstellung von porösen schwer eo entflammbaren synthetischen Acrylfasern gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine organische Lösung von 15 bis 35 Gew.-% eines Polymeren, bestehend aus 2 bis 50 Gew.-% Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-% eines «5 Modacrylcopolymeren, das aus

(1) 20 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid und bzw. oder Vinylidenchlorid,

(2) weniger als 5 Gew.-% eines von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Acrylnitril verschiedenen copolymerisierbaren Monomeren und

(3) Acrylnitril besteht,

in einem wäßrigen Koagulierbad verspinnt, daß man die ersponnenen Fasern primär um das 23- bis 8,0fache verstreckt, die wassergequollenen Fasern bei einer Temperatur von 100 bis 180⁰C auf einen Wassergehalt von nicht mehr als 1,0 Gew.-% trocknet und die getrockneten Fasern dann unter feuchter Wärme sekundär mit einem Verstreckungsgrad von nicht mehr als dem 3fachen verstreckt.

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymere aus 2 bis 50 Gew.-% Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-% eines Gemischs aus dem Modacrylcopolymeren nach Anspruch 6 und einem Acrylcopolymeren aufgebaut ist, das aus

(1) 5 bis 30 Gew.-% eines Monomeren der allgemeinen Formel

CH₂=C-COOX worin X R₂ oder

CH₃

a, und R₃ Wasserstoff oder CH₃, R₂ H, NH₄ oder ein Alkalimetall und /und m ganze Zahlen von 0 bis 50 bedeuten und 0 < /+ m < 50 ist,

(2) wenigstens 70 Gew.-% Acrylnitril, und

(3) copolymerisierbarem Monomeren besteht,
wobei der Anteil des Acrylcopolymers nicht mehr als 33 Gew.-% des gesamten, die synthetische Acrylfaser ausmachenden Polymers, beträgt

8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Modacrylcopolymer 0,5 bis 3,0 Gew.-% eines sulfonsäuregruppenhaltigen copolymerisierbaren Monomers enthält

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das copolymerisierbare Monomer Natriummethallylsulfonat und bzw. oder Natriumallylsulfonat ist

10. Verfahren gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, daß das Koagulierbad eine wäßrige Lösung eines organischen Lösungsmittels mit einer Temperatur von nicht mehr als 30° C ist

11. Verfahren gemäß Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet daß die Trocknung mit einem Heißwalzentrockner vorgenommen wird.

12. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trocknung mit einem Heißwalzentrockner bei einer Temperatur von 105 bis 14O⁰C zusammen mit Heißluft bei 100 bis 150⁰C vorgenommen wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verstreckungsverhältnis beim sekundären Verstrecken das 1,05- bis 2fache beträgt.

Die Erfindung betrifft poröse, schwer entflammbare, synthetische Acrylfaser!! und ein Verfahren zu deren Herstellung.

Naturfasern, wie Baumwolle, Wolle oder Seide haben

eine Wasserabsorption von 20 bis 40% und nehmen Schweiß auf, so daß ein angenehmes Tragegefühl vorhanden ist, während synthetische Fasern geringe antistatische Eigenschaften und Hygroskopizität aufweisen und keine Wasserabsorptionseigenschaften und s Schweiißabsorptionseigenschaften haben und infolgedessen Naturfasern in der praktischer Anwendung unterlegen sind. Insbesondere bei Unterwäsche, Strümpfen, Decken oder Sportkleidung, die keine Wasser- und Schweißabsorptionsfähigkeit haben, kondensieit der Schweiß an der Faseroberfläche und solche Fasern werden klebrig und ergeben ein kaltes Gefühl und regeln nur sehr schlecht die Körpertemperatur, so daß ein unangenehmes Tragegefühl unvermeidbar ist

Zur Verbesserung der Wasser- und Schweißabsorptionseigenschaften von Synthesefasern hat man schon eine Reihe von Verbesserungen versucht Die meisten dieser Verbesserungen bestehen in der Ausbildung von Mikrohohlräumen in den Fasern oder in der Bildung von Ungleichmäßigkeiten an der Faseroberfläche. So wird z. B. in der JA-OS 25 418/72, in der JA-PS 6 o5 594 und JA-PS 7 02 476 sowie in der japanischen Patentveröffentlichung 6650/73 ein Verfahren zur Herstellung von porösen Acrylfasern beschrieben, bei dem man milde Trocknungsbedingungen auswählt damit die in dem gequollenen Gelstrang während der Herstellung enthaltenen Mikrohohlräume in den Acrylfasern bestehen bleiben. Aus der JA-OS 25 416/72 und den japanischen Patentveröffentlichungen 8 285/73 und 9 286/73 ist weiterhin bekannt daß man eine wasserlösliehe Verbindung in den gequollenen Gelstrang während der Herstellung der Acrylfasern einbringen kann, worauf der gequollene Gelstrang dann getrocknet und nachbehandelt wird und anschließend wird die wasserlösliche Verbindung dann unter Bildung von Hohlräumen herausgelöst Die gemeinsame Idee bei diesen bekannten Verfahren besteht darin, daß die während der Herstellung der Acrylfasern gebildeten Mikrohohlräume im Endprodukt verbleiben und auf diese Weise poröse Acrylfasern ergeben. Die in den gequollenen Gelsträngen gebildeten Mikrohohlräume sind thermisch sehr instabil. Insbesondere sind Modacryl-Copolymere, enthaltend nicht mehr als 80 Gew.-% Acrylnitril, besonders instabil. Deshalb ist es unmöglich, bei der Behandlung dieser Fasern Hochtemperaturstufen anzuwenden, insbesondere beim Trocknen, Schrumpfen und bei der Kräuselfixierung und infolgedessen ist die Wärmebeständigkeit die Formstabilität und die Kräuselstabilität des Endproduktes schlecht und der Handels wert dieser Produkte ist erheblich vermindert Der Radius der Hohlräume in den erhaltenen Produkten ist sehr klein und beträgt 10 bis 1000 · 10-'°m. Da zahlreiche Mikrohohlräume gleichmäßig in den Fasern verteilt sind sind die Festigkeit und die Dehnung der Fasern gering, der Glanz schlecht die aufgefärbte Farbe ist nicht klar und die Faser hat nur eine niedrige Wärmebeständigkeit und bei einer Hochtemperaturfärbung, Dampfbehandlung und beim Bügeln gehen die Hohlräume verloren und die Wasseirabsorptionseigenschaften verschlechtern sich, der Farbton verändert sich und die Formstabilität wird schlechter, so daß die Qualität insgesamt abnimmt

Bei den Versuchen, die Wasserabsorptionseigenschaften durch diese Hohlräume zu entwickeln, wobei die Mikrohohlräume in Form von geschlossenen Hohlräumen vorliegen, die nur wenig miteinander verbunden sind, wodurch Wasser in den Fasern absorbiert werden könnte, hat man festgestellt, daß dieser Vorschlag nicht wirksam ist, um eine gute Wasserabsorption zu erzielen, denn hierzu benötigt man eine große Anzahl von Mikrohohlräumen und dadurch werden die Fasereigenschaften und deren Handelswert verschlechtert Man hat schon versucht, den Griff und die Anfärbbarkeit durch Mischspinnen von Celluloseacetat mit Acrylpolymeren oder Celluloseacetat mit Modacryl-Copolymeren zu verbessern. So wird in der JA-PS 2 22 873 und JA-PS 2 43 556 und in der JA-AS 14 02 964 das Verspinnen einer Spinnlösung, die erhalten wurde durch Vermischen von Celluloseacetat mit einem Acrylpolymer oder Modacryl-Copolymer, unter Erhalt von Fasern mit verbesserter Anfärbbarkeit und verbessertem Griff, beschrieben. Die so erhaltenen Fasern sind jedoch dicht und weisen keinerlei Wasserabsorptionseigenschaften aufgrund von Hohlräumen im Faserinneren auf. Aus der JA-PS 4 33 941 ist bekannt Celluloseacetat während der Polymerisation von Acrylpolymeren einzubringen, aber dadurch wird die Wärmebeständigkeit der ersponnenen Fasern aufgrund des Abbaus des Celluloseacetats verschlechtert und es treten Schwierigkeiten bei der Weiterverarbeitung der Fasern auf, so daß man auch hier keine Produkte mit befriedigender Qualität erhält Aus der JA-PS 5 56 549 und den JA-OSen 118 027/75 und 1 18 026/75 ist bekannt Celluloseacetat oder eine Mischung aus Celluloseacetat und Titanoxiden fein in Acrylpolymeren oder Modacrylpolymeren zu verteilen, um tierhaarähnliche Fasern zu erhalten, aber man erhält dabei keine porösen Fasern mit hoher Wasserabsorption, wie sie gemäß der vorliegenden Erfindung angestrebt werden.

Aus den vorerwähnten Gründen hat man nach den Verfahren des Standes der Technik bisher keine porösen schwer entflammbaren, synthetischen Acrylfasern mit verbesserter Wasserabsorption, Wärmebeständigkeit, Anfärbbarkeit und Glanz erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es, poröse schwer entflammbare, synthetische Acrylfasern mit ausgezeichneter Wasserabsorption und guten Fadeneigenschaften zur Verfugung zu stellen. Verbunden mit dieser Aufgabe ist es, ein Verfahren zur Herstellung von porösen schwer entflammbaren, synthetischen Acrylfasern mit ausgezeichneter Wasserabsorption und guten Fadeneigenschaften zur Verfügung zu stellen, das einfach und billig ist

Diese Aufgabe wird durch Acrylfasern gemäß Anspruch 1 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine organische Lösung von 15 bis 35 Gew.-% eines Polymeren, bestehend aus 2 bis 50 Gew.-% Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-% eines Modacrylcopolymeren, das aus

(1) 20 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid und/oder Vinylidenchlorid,

(3) Acrylnitril besteht,

in einem wäßrigen Koagulierbad verspinnt, daß man die ersponnenen Fasern primär um das 2,5- bis 8,0fache verstreckt, die wassergequollenen Fasern bei einer Temperatur von 100 bis 18O⁰C auf einen Wassergehalt von nicht mehr als 1,0 Gew.-% trocknet und die getrockneten Fasern dann unter feuchter Wärme sekundär mit einem Verstreckungsgrad von nicht mehr als dem 3fachen verstreckt.

Die schwer entflammbaren synthetischen Acrylfasern gemäß der Erfindung bestehen aus 2 bis 50 Gew.-%, und

• vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-%, und vorzugsweise 70 bis 95 Gew.-%, eines Modacryl-Copolymeren.

Das erfindungsgemäß verwendete Celluloseacetat ist nicht besonders beschränkt, sondern kann 48 bis 63% Essigsäurereste enthalten und einen Durchschnittspolymerisationsgrad von 50 bis 300 haben.

Die erfindungsgemäß verwendeten Modacryl-Copo-Iymeren bestehen aus 20 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid und bzw. oder Vinylidenchlorid, weniger als 5 Gew.-% eines copolymerisierbaren von Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Acrylnitril verschiedenen Monomeren und aus Acrylnitril. Die copolymerisierbaren Monomeren sind z. B. Alkylacrylate oder Methacrylate, wie Methylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylacrylat, Vinylamide, wie Acrylamid, Methacrylamid, N-monosubstituierte oder N,N-disubstituierte Amide davon, Vinylacetat, sulfonsäuregruppenhaltige ungesättigte Vinylmonomere, wie Styrolsulfonsäure, Allylsulfonsäure, Methailylsulfonsäure und deren Salze. Es ist vorteilhaft, wenn das Modacrylcopolymer 0,5 bis 3,0 Gew.-% eines eine Sulfonsäuregruppe enthaltenden copolymerisierbaren Monomeren enthält.

So wird bei der Copolymerisation von 0,5 bis 3,0 Gew.-% Allylsulfonsäure oder Methallylsulfonsäure oder deren Salzen nicht nur die Anfärbbarkeit verbessert, sondern auch die Bindung von zahlreichen Mikrohohlräumen verhindert, wodurch eine Verschlechterung der Wärmebeständigkeit vermieden und die Bildung von porösen Fasern mit Makrohohlräumen und ausgezeichneter Wasserabsorptionseigenschaft ermöglicht wird.

Beträgt der Gehalt an Vinylchlorid und bzw. oder Vinylidenchlorid weniger als 20 Gew.-%, so ist die Schwerentflammbarkeit nicht befriedigend und der weiche Griff, der flammbeständigen synthetischen Acrylfasern eigen ist, ist nicht ausreichend, wogegen bei einem Gehalt, der 60 Gew.-% übersteigt, die Polymerisationsfähigkeit, die Verspinnbarkeit, die Wärmebeständigkeit und die Garneigenschaften verschlechtert *o werden, so daß man solche hohen Mengen vermeiden muß. Beträgt der Gehalt an Celluloseacetat in den Fasern weniger als 2 Gew.-%, so ist die Phasentrennung von dem Modacryl-Copolymer nur unzureichend und man erzielt keine befriedigenden Wasserabsorptionseigenschaften, wogegen bei Übersteigen des Gehaltes von 50 Gew.-°/o die Phasentrennung so übermäßig wird, daß die Festigkeit, die Dehnbarkeit, die Färbbarkeit und der Glanz der Fasern und damit die Gleichmäßigkeit verschlechtert werden.

Die erfindungsgemäßen Modacryl-Copolymeren in den schwer entflammbaren synthetischen Acrylfasern können auch aus 2 bis 50 Gew.-% Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-% einer Mischung aus dem Modacrylpolymeren nach Anspruch 1 und einem Acryl-Copolymeren aufgebaut sein, das 5 bis 30 Gew.-°/o eines Monomers der allgemeinen Forme!

CH₂=C —COOX
enthält, worin X R₂ oder

CH>

(CH CH OV-(CH CH O) R

Ri und R₃ H oder CH₃, R₂ H, NH₄ oder ein Alkalimetall und / und m eine ganze Zahl von 0 bis 50 bedeuten und 0</+m<50 ist, und wobei das Acryl-Copolymer nicht mehr als etwa 33 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymeren in der synthetischen Acrylfaser ausmacht Durch das Acryl-Copolymer wird die Dispergierbarkeit des Celluloseacetats verbessert. Als Monomere, die mit dem Acryl-Copolymeren copolymerisiert werden können, werden von den in der oben genannten Formel gezeigten insbesondere Acrylsäure und Methacrylsäure und

R, CH₃

I I

CH₂=C -COO-(CH₂ · CH₂-O)J-(CH₂CH-O)^-R₃

bevorzugt.

In dem Maße, wie die Äthylenglykolkette oder die Propylenglykolkette in diesen Monomeren größer wird, nehmen die hydrophilen Eigenschaften in den Acryl-Copolymeren zu und man kann den Gehalt deswegen dann geringer wählen, wenn jedoch I+m 50 übersteigt, nimmt die Polymerisierbarkeit und die Löslichkeit in dem Acryl-Copolymeren ab. Als Monomere, die mit den Acryl-Copolymeren copolymerisierbar sind und die nicht der oben erwähnten allgemeinen Formen entsprechen, können solche Monomere verwendet werden, wie man sie bei der Polymerisation von Modacrylpolymeren verwendet Das Acryl-Copolymer enthält jedoch wenigstens 70 Gew.-Ψο Acrylnitril

Die erfindungsgemäßen synthetischen Fasern haben keine Mikrohohlräume, sondern hauptsächlich Makrohohlräume und die Makrohohlräume tragen zur WasserabsorptionseigenschaftbeLIndenerfindungsgemäßen synthetischen Acrylfasern ist Celluloseacetat in länglicher Form in der längsten Dimension parallel zur Faserachse verteilt andIdas Verhältnis;der Länge zum Durchmesser m dem länglichen Celluloseacetat ist 10 oder mehr. Die erfindungsgemäßen Fasern haben hauptsächlich Makrohohlräume, wobei die Makrohohlräume durch Phasentrennung von Celluloseacetat und dem Modacryl-Copolymeren gebildet werden. Die Makrohohlräume tragen in großem Maße zur Wasserabsorptionseigenschaft bei und die Modacryl-Copolymer-Komponente in den Fasern hat im wesentlichen den gleichen Dichtegrad wie übliche Acrylfasern und Modacrylfaser!!.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf die beigefügte Zeichnung verwiesen.

Fig. 1 ist eine Mikrofotografie in 200facher Vergrö-

ßerung die einen Querschnitt der schwer entflammbaren erfindungsgemäßen synthetischen Acrylfasern zeigt Deutlich ist eine große Anzahl von Makrohohlräumen erkennbar.

In den erfindungsgemäßen schwer entflammbaren,

synthetischen Fasern macht die Oberfläche A der Hohlräume nicht mehr als 15m²/g und vorzugsweise 0,02 bis 10 mVg aus, und die Porosität V ist 0,05 bis 0,75 cmVg und vorzugsweise 0,05 bis 0,60 cmVg, und

—oder mehr.
20

_vorzugsweise

Die Oberfläche A (mVg) der Hohlräume in den Fasern wurde wie folgt bestimmt Stickstoffgas wurde in den Fasern bei einer Temperatur von flüssigem Stickstoff absorbiert und die Gesamtoberfläche der Faser wurde nach der BET-Gleichung berechnet und von diesem Wert die Oberfläche die für die Außenhaut der Faser berechnet wurde, abgezogen. Die Menge der zu messenden Fasern wurde so eingestellt, daß der Wert der zu messenden Gesamtoberfläche 1 m² oder mehr betrug. ίο

Die Porosität K(cmVg) wurde wie folgt bestimmt: Ein Film mit der Dichte ρ (g/cm³) mit gleicher Zusammensetzung wie die Faser und einer hohen Dichte wurde hergestellt, danach wurde eine durchschnittliche Querschnittsfläche der Fasern, die Hohlräume enthielten, fotografisch bestimmt und als 5 (cm²) bezeichnet und schließlich wurde die tatsächliche durchschnittliche Querschnittsfläche So (cm²) des Teils der Fasern, der keine Hohlräume enthielt, aus der folgenden Gleichung (1) und die Porosität aus der folgenden Gleichung (2) bestimmt.

So

De

900000 X ρ

De: Denier

So

(D

(2)

25

30

Beträgt die Porosität V weniger als 0,05 cmVg so ist die Wasserabsorptionseigenschaft nicht befriedigend, wogegen in dem Fall, daß die Porosität V 0,75 cmVg übersteigt, die Festigkeit und die Dehnbarkeit der Fasern vermindert werden und der Glanz und die Färbbarkeit negativ beeinflußt werden, so daß man solche Werte vermeiden muß.

Übersteigt die Oberfläche A der Hohlräume 15— m²/g, so nimmt die Zahl der Mikrohohlräume in den Fasern zu und die Festigkeit und die Dehnung werden nicht nur verschlechtert, sondern ebenso auch die Anfärbbarkeit und die Wärmebeständigkeit Wenn V/A

weniger ais tt beträgt, so ist die Wasserabsorptionseigenschaft nicht befriedigend oder die Wärmebeständigkeit und die Anfärbbarkeit sowie auch die Festigkeit und die Dehnbarkeit werden verschlechtert Durch Untersuchungen wurde auch festgestellt, daß wenn V/A weniger als — beträgt, die Hohlräume in den Fasern klein

JU

werden und wenn man diese Größe beispielsweise auf Kugelform umrechnet, so wird der Durchmesser weniger als 2000 10-¹⁰m, man kann sehr gute Wasserabsorptionseigenschaften nicht erhalten und die Festigkeit sowie die Dehnung werden verschlechtert

Bei der Herstellung der Fasern verwendbare organische Lösungsmittel sind die üblichen Lösungsmit- ' tel für Celluloseacetat und Modacryl-Copolymere besonders werden jedoch organische Lösungsmittel, wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid, Dimethylsulfoxid, Äthylencarbonat die leicht wiedergewonnen und gereinigt werden können, bevorzugt Als wäßriges Koagulationsbad kann man eine wäßrige Lösung eines der vorgenannten organischen Lösungsmittel, sowie auch organische Lösungsmittel, wie Propylalkohol, Kerosin verwenden, wobei eine wäßrige Lösung des zum Auflösen des Polymeren verwendeten organischen Lösungsmittels, dessen Temperatur nicht mehr als 30° C beträgt, wird besonders bevorzugt.

Zu der Spinnlösung kann man Wasser in einer Menge, durch welche die Gelierung während des Spinnens nicht verursacht wird, sowie auch Mittel zur Verbesserung der Schwerentflammbarkeit wie Antimonoxid oder Antimonchlorid, zugeben. Durch die Zugabe von Wasser wird die Viskosität der Spinnlösung kontrolliert und die Bildung von Mikrohohlräumen in den ersponnenen Fasern vermieden.

Das Verfahren zum Vermischen von Celluloseacetat mit dem Modacryl-Copolymer oder das Mischen eines Acryl-Copolymers in die Mischung sind nicht besonders beschränkt. Zum Beispiel kann man jedes der Polymeren in einem gemeinsamen Lösungsmittel lösen und die erhaltenen Lösungen werden dann miteinander abgemischt, oder man kann die Polymeren auch gleichzeitig in ein gemeinsames Lösungsmittel einbringen und auflösen.

Das Verspinnen wird in gleicher Weise, wie sie für Modacryl- oder Acrylfasern bekannt ist, vorgenommen und wobei verschiedene Stufen eines Spinnbades durchlaufen werden, wobei man verstreckt und eine Wasserwaschung vornimmt. Der primäre Vestrekkungsgrad beträgt das 2,5- bis 8fache, vorzugsweise das 3- bis 6fache. Wenn das primäre Verstreckungsverhältnis weniger als das 2,5fache beträgt, dann ist die Verstreckung und Orientierung in der Faser unzureichend und deshalb ist die Festigkeit zu niedrig und es bilden sich Risse in den Fasern, so daß man ein solches Verstrecken vermeiden sollte. Wenn das Streckverhältnis das 8fache übersteigt, dann nimmt die Dichte in übergroßem Maße zu und eine befriedigende Wasserabsorption kann man nicht erzielen und die Arbeitsweise wird erschwert, so daß man ein solches Verstreckungsverhältnis vermeiden soll.

In den primär verstreckten Fasern wird die Dispergierung des länglichen Celluloseacetat und die Hohlraumbildung, die durch die Phasentrennung von Celluloseacetat von dem Modacryl-Copolymeren erfolgt ausgeprägter. Die Fasern enthalten jedoch eine große Anzahl von Mikrohohlräumen, die inhärent in den üblichen gequollenen Gelsträngen vorhanden sind. Diese Mikrohohlräume sind unerwünscht, weil sie die Wärmebeständigkeit die Anfärbbarkeit und den Glanz der Fasern verschlechtern. Deshalb werden die Fasern in denen Mikrohohlräume und Makrohohlräume gleichzeitig vorhanden sind, getrocknet um die Mikrohohlräume zu eliminieren wobei man die Trocknung bei einer Temperatur von 100 bis 180⁰C vornimmt bis der Wassergehalt nicht mehr als 1 Gew.-% beträgt Dabei werden nur die Mikrohohlräume eliminiert während die Makrohohlräume, die sich aufgrund der Phasentrennung gebildet haben, verbleiben. Liegt die Trocknungstemperatur bei weniger als 100⁰C, so fallen die Mikrohohlräume in dem Modacryl-Copolymeren nicht vollständig beim Trocknen zusammen und die Festigkeit der Dehnbarkeit der Glanz und die Anfärbbarkeit sowie die Wärmebeständigkeit der Fasern werden verschlechtert Obersteigt die Trocknungstemperatur 180⁰C, so werden die Fasern hart und verfärben sich, so daß man diese Temperatur vermeiden muß. Beim Trocknen ist es zum Eliminieren der Mikrohohlräume wünschenswert einen Heißwalzentrockner zu verwenden, bei dem die Fasern in Berührung mit einer auf hohe Temperatur erhitzte Metalloberfläche kommen. Darüber hinaus kann man das Trocknen durch Aufblasen von Heißluft einer Temperatur von 100 bis 150⁰C als Zusatzmaßnahme bewirken und das Trocknen wird

dann gleichmäßiger, so daß solche Maßnahmen sehr wünschenswert sind.

Der Wassergehalt der getrockneten Fasern darf nicht mehr als 1,0 Gew.-% betragen. Übersteigt der Wassergehalt 1,0 Gew.-% so findet eine ungleichmäßige Färbung in den Fasern statt und es bleibt eine große Anzahl von Mikrohohlräumen zurück und ergibt eine Ungleichmäßigkeit der Färbung, des Glanzes und der Festigkeit der Fasern, so daß die Gleichmäßigkeit der Qualität nicht mehr vorliegt. Bei der Trocknungsstufe kann ein Drehmomenterzeuger verwendet werden, um während der Trocknung einen 5 bis 15%igen Schrumpf zu bewirken.

Die getrockneten Fasern werden unter feuchter Wärme einer sekundären Verstreckung von nicht mehr als dem 3fachen und vorzugsweise 1,05- bis 2fachen unterworfen, um die Phasentrennung des Modacryl-Copolymeren von dem Celluloseacetat in den Fasern ausgeprägter zu machen und dadurch die Makrohohlraumstruktur zu erhöhen und die Wasserabsorptionseigenschaften zu verbessern und um gleichmäßigere physikalische Eigenschaften in den Fasern auszubilden. Übersteigt das Verstreckungsverhältnis das 3fache, so tritt Fadenbruch ein und wenn man die Temperatur erhöht, um den Fadenbruch zu vermeiden, dann werden die Fasern klebrig oder schmelzen und die Wasserabsorptionseigenschaften verschlechtern sich. Nach dem sekundären Verstrecken werden die Fasern Nachbehandlungsstufen für eine verbesserte Verspinnbarkeit und bessere Fadeneigenschaften, wie einer Schrumpfstufe in feuchter Wärme, einer Schmierstufe, einer Kräuselstufe und einer Kräuselfixierstufe, unterworfen.

Die erfindungsgemäßen synthetischen Acrylfasern können nicht nur unter Verwendung von organischen Lösungsmitteln, sondern auch von anorganischen Lösungsmitteln, z. B. einer wäßrigen Lösung von Zinkchlorid, hergestellt werden.

Die erfindungsgemäß erhaltenen porösen schwer entflammbaren, synthetischen Acrylfasern weisen eine hohe Wasserabsorption auf und einen hohen Wasserabsorptionsgrad und sie haben eine ausgezeichnete Festigkeit und Dehnbarkeit beim feuchten Anquellen, sowie einen guten Glanz und beim Färben eine leuchtende Farbe.

Bei Naturfasern geht die Bauschigkeit und die Elastizität zurück, wenn sie angequollen werden, wogegen die erfindungsgemäßen porösen, schwer entflammbaren, synthetischen Acrylfasern eine physikalische Wasserabsorption aufweisen, wobei das Wasser in den Hohlräumen der Fasern enthalten ist, so daß bei diesen Fasern die Bauschigkeit und das elastische Gefühl nicht vermindert werden, sondern vielmehr sehr gute Wasserabsorptionseigenschaften und eine gute

Tabelle 1

Wasser- und Feuchtigkeitsdurchlässigkeit vorhanden sind. Die erfindungsgemäßen Fasern sind schwer entflammbar. Auch wenn zusätzlich einige Gew.-% eines Flammhemmers, wie Antimonoxid, zugegeben werden, erhält man die angestrebten porösen, schwer entflammbaren, synthetischen Acrylfasern, ohne daß die Wasserabsorptionseigenschaften die Verspinnbarkeit und die Fadeneigenschaften verschlechtert werden. Darüber hinaus haben die erfindungsgemäßen porösen,

ίο schwer entflammbaren, synthetischen Fasern eine Porosität von 0,05 bis 0,75 cm³/g, ein leichtes Gewicht und haben ein sehr hohes Wärmebeibehaltungsvermögen.
Die erfindungsgemäßen porösen, schwer entflammbaren synthetischen Acrylfasern weisen eine Reihe von hervorragenden Eigenschaften auf, die man bisher nicht erzielt hat und sind deshalb optimal für Bekleidung, für Sportkleidung, für Bettwäsche und für Vorhänge geeignet Weiterhin kann man diese Fasern vorteilhaft auf Gebieten verwenden, bei denen man bisher Baumwolle verwendet hat. Insbesondere sind die Fasern dort optimal, wo man Wasserabsorptionseigenschaften und Schwerentflammbarkeit benötigt

In den Beispielen wird die Erfindung erläutert Alle Teile und Prozentsätze sind auf das Gewicht bezogen, wenn nicht anders angegeben. Die Wasserabsorption der Faser wurde gemäß DIN-53814 gemessen.

Beispiel 1

Eine Dimethylformamid (nachfolgend als DMF bezeichnet)-Lösung, enthaltend 25% eines Polymergemisches aus einem Modacryl-Copolymer und Celluloseacetat in einem Mischungsverhältnis, wie es in Tabelle 1 gezeigt wird, wird aus einer Spinndüse in ein Koagulierbad aus 60% DMF und 40% Wasser bei einer Temperatur von 20° C extrudiert. Das Modacryl-Copolymer hat eine Zusammensetzung von Acrylnitril (nachfolgend als AN abgekürzt) zu Vinylidenchlorid (nachfolgend als VDC abgekürzt) zu Natriummetallylsulfonat (nachfolgend als SMAS abgekürzt) von 55:43:2 (%). Die extrudierten Fäden werden einer primären Verstreckung um das 5fache der ursprünglichen Länge unterworfen und dann auf einem Heißwalzentrockner, der bei 120° C betrieben wurde, bis zu

*s einem Wassergehalt der Fäden von 03% getrocknet Die getrockneten Fäden werden einer sekundären Verstreckung bei 100°C unter feuchter Wärme und einem Verstreckungsverhältnis der Fäden um das l,5fache der ursprünglichen Länge unterworfen. Die verstreckten Fäden werden mechanisch gekräuselt und die Kräusel werden fixiert, wobei man 3-Denier schwer entflammbare synthetische Acrylfasern erhält deren Eigenschaften in Tabelle 1 gezeigt werden.

Ver	Polymergemisch	Zellulose	Hohlräume	Oberfläche Λ	*VIA*	Fasereigenschaften	Festigkeit	Anfarb-	Bemerkung
such	Modacryl-	acetat	Porosität V	(mVf)		Wasser	(g/d)	barkeit
Nt	Copolymer	(Ieüe)	(cm3/g)			absorption
	(Teile)	0		0,00		(%)	3,5	gut
1	100		0,00		1	3			Vergleichs
		2		0,97	-L. V to			gut	probe
2	98		0,10		14			erfindungs
		5		1,34		33	gut	gemäß
3	95	0,15		18		erfindungs-

'.-}

Poljrmergemisch

U

Hohlräume

t (cmVg)

0,24

3-Denier poröse

PorosÖUK

Ie 2b

Porosität K

30 21 889

VlA

VIA

12

Fawreigenschaften

Bemerkung

Verstfeckbedingungen, der Trocknungsbedingun-

Andere

abjorptk» (%)

niedrige Festigkeit,

raatitigenschaften

Andere

absotptiaa (%)

schlechte Anfärbbarkeit

Bemerkungen

Modaciyl- ZeUulose- Porosität V

(Teile) (TeUe)

033

Acirylfasern, wie

(cm3/g)

!:■·' Versuch Hohlräume

(cmVg)

Wasser- Festigkeit Anfärb

und weiterer Bedingungen. Die Eigenschaften der

100

schlechte Anfärbbarkeit

43

niedrige Festigkeit,

Cofolymer aceta

90 10

I labeile 2a
I

1,01

I Nt

0,41

JL.
H4
1

absorption (g/d) barkeit

25 Fasern werden in Tabelle 2 gezeigt.

94

schlechte Anfärbbarkeit

80 20

0,46

H
% Versuch Hohlräume

0,95

JL
6,6
1

TJt

(%)

34

schlechte Anfärbbarkeit

Vergleichs

ί;ί Fortsetzung

0,57

Ϊ Nn

031

1 ¹⁷

Oberflächen

1
^fl 7

ι

27 3,0 gut

erfindungs
gemäß
erfindungs

niedrige Festigkeit,

25
24

probe

■] Ver-

70 30

1

18

0,25
0^1

(mVg)

Oö,/
1

*

35 2,6 gut

gemäß

56

schlechte Anfärbbarkeit

erfindungs

i' such

60 40

0,73

I 10

0,55

63
J_
53
1

43»
X
74

erfindungs

6

niedrige Festigkeit

gemäß

;: Nt

§

19
20

0,02

1,87

1

t

48 2,4 gut

gemäß
erfindungs

Fueracenschaften

30

132

Vergleichs

5ID 50

0,96

I 11

0,25

134

2,12

1

JL

58 2,1 ziemlich

gemäß

Waaer-

probe

4

ä

21

AJ 1

schlecht

erfindungs

8

niedrige Festigkeit,

43

erfindungs

f 5

4Cl 60

Beispiel 2

I 12

0,04

22

0,41

2,47

74 1,9 ziemlich

gemäß

58

schlechte Anfärbbarkeit

gemäß

0^7

2,78 ■

schlecht

Vergleichs-

schlechte Anfärbbarkeit

Vergleichs
probe

6

I ¹³

23

VIA

95 1,6 schlecht

probe

36

Vergleichs

1 7

'i Das gleiche Modacryl-Copolymer, das

034

5,41

gezeigt werden, her, unter Veränderung der Zusammen

probe

1 verwendet wird, wird

; 14

1
33^
1

setzung im Polymergemisch, der Extrudierbedingungen,

\fergleichs-

I ⁸ ■

I stellt

I 15

9,13

1

der

probe

% sehe

ϊ

Ren

Bemerkungen

f 9

i 16

69^6
JL
83
1

Λ ^bel

X _|

η Beispiel 1

Vergleichs
probe

auch hier verwendet und man

Vergleichs-

schwer entflammbare, syntheti-

' probe

sie in der folgenden Tabelle 2

VergleJchs-
probe
erfinrhings-

gemäß

Vergleichs-

Oberfläche,!

prooc * -
\fergleichs-

(mVg)

probe

34,7

crfindungs-

2,05

213

1,75

Wl

16,2

143

Oberflächen

fDft. /|)

193

17,4
1,74

1,01

18,4

2,47

Beispiel 3

Ein Polymergemisch aus 80 Teilen Modacryl-Copolymer der Zusammensetzung AN: VDC: SMAS =52:46:2 (%) und 20 Gew.-Teilen Celluloseacetat wird in einem der in Tabelle 3 gezeigten Lösungsmittel unter Ausbildung einer Spinnlösung mit den in Tabelle 3 gezeigten Eigenschaften gelöst Das Extrudieren der Spinnlösung und die Nachbehandlung der extrudierten Fäden wird in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, wobei man 3-Denier Fäden erhält Als Koagulationsbad wird jedoch eine wäßrige Lösung, enthaltend das gleiche Lösungsmittel, das für die Spinnlösung verwendet worden war, eingesetzt

Die Eigenschaften der Fasern werden in Tabelle 3 gezeigt In Tabelle 3 wird die Viskosität der Spinnlösung bei 50° C mittels eines Brookfield-Viskosimeters bestimmt Die Stabilität der Spinnlösung wird bestimmt als Stabilität gegenüber Gelierung bei 50" C und als Stabilität der Dispergierung des Modacryl-Copolymeren und von Celluloseacetat in der Spinnlösung.

cd cn

©„ JQ. vo, ve f- 0O₁ oo,

CN (N CN CN" (>f CN IN OO OV «Ο ■** CN —I 00

t· en en cn cn en cn

CN CN CN CN CN — VO f» cn >—1 O\ OO V)

·*.. "i τ. η «τ. »t H

OOOOOOO

UIUI

O <ri O m ο — — cn cn m

m ο v>

cn m cn

'ti ti ti ti ti ti

■»*· in vo t~

CN CN Γ-Ι CN

O\

CN

cn

Tabelle 3 b

Spinnlösung

Konzentrat des

Viskosität

Stabilität

Hohlräume

Oberfläche A

VIA

Fasereigenschaften

Festigkeit

Verarbeit-

Bemerkungen

MA

O

Versuch

Lösungs

Polymer-

(Poise)

Porosität V

(mVg)

Wasser

(i/a)

(g/d)

barkeit

Ul

NJ

Nr.

mittel

gemisches (%)

(cm3/g)

absorption (%)

OO

10

4,7

gut

14,5

1
30 2

2,0

2,1

OC

Dimethyl-

0,48

_L
5,8
J_
60

50

gut

Vergleichs

to

31

acetamid

sulfoxid

15

13

gut

2,19

1

2,4

23

probe

Dimethyl-

0,38

_i_
cn

40

gut

crfindunge-

32

acetanüd

sulfoxid

20

39

gut

2,23

ο,υ
1

2JS

gemäß

Dimethyl-

0^7

_i_
an

39

gut

«ifindunga-

33

acetamid

sulfoxid

25

110

gut

2,11

0,11
1

2,6

2,7

gemäß

Dimethyl-

035

S 8

37

gut

erfindungs-

34

acetamid

sulfoxid

30

330

gut

1,93

J,O
1

2,7

2,8

lerniß

Dimethyl-

032

_i_
6,4

34

gut

orfindungs-

35

acetamid

sulfoxid

35

950

ziemlich

1,97

2,8

gerniß

Dimethyl-

schlecht

034

36

ziemlich

erfindungs-

36

acetamid

sulfoxid

40

> 1,000

schlecht

.

1,85

2,7

22

schlecht

gemlß

Dimethyl-

0,29

VIA

32

schlecht

V^Hleichs-

37

acetamid

sulfoxid

probe

Tabelle 3 c

1
30,9
1

Fasereigenschaften

Versuch

Konzentrat des

Viskosität

Stabilität

Hohlräume

Oberfläche A

1

Wasser

Vmrbtit-

Bonwrkungen

Ne

Polymer

(Poise)

Porosität V

(mVg)

i

absorption (%)

barkeit

gemisches (%)

(cmVg)

X
63

10

9,0

gut

13,9

1

47

38

0,45

1
60

gut

'Vergleichs

15

26

gut

23I

1

39

probe

39

O37

1
7 ί

gut

erfindungs-

20

80

gut

2,27

If³
1

38

gemiß

40

0,36

1
67

gut

erfindungs-

25

220

gut

1,98

^ο,'
1.

35

gemäß

41

0,33

J_
7 7

gut

erfindungs-

30

660

gut

2,13

·■>*■

32

gemiß

42

0,29

gut

erfindungs-

35

> 1,000

ziemlich

2,07

34

gernäß

43

schlecht

0,31

ziemlich

erfinduDfs-

40

geliert

schlecht

1,80

29

schlecht

gemiß

44

0,25

schlecht

Vergleichs

probe

Beispiel 4

EiB Polymergemisch aus 85 Teilen Modacryl-Copolymer der Zusammensetzung AN: VDC: Natriumallylsulfonat (nachfolgend als SAS abgekürzt) von 53,5:44,0:24 (%) und 15 Teilen Celluloseacetat wird in DMF gelöst unter Ausbildung einer Spinnlösung mit einem Gehalt an 27% des Polymergemisches. Die Spinnlösung wird aus einer Spinndüse in ein Koagulier- 18

bad von 65% DMF und 35% Wasser, das bei 20⁰C gehalten wird, extrudiert und die extmdierten Fäden werden einer primären Verstreckung unter verschiedenen Verstreckungsgraden, wie sie in Tabelle 4 gezeigt werden, unterworfen. Die primär verstreckten Fäden werden dann getrocknet und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 beschrieben nachbehandelt, wobei man 5-Denier Fäden erhält, deren Eigenschaften in Tabelle 4 gezeigt werden.

TabeUe4

Va- Streckversucq hMtnis beim Nc primären Verstreiten

Hohlräume Fnenifeaadiaften Porösität K Oberfläche Λ VIA Whkt- Andere

(crrP/g) (mVg) absorption (%)

45 1,5

0,45

038

9,7

47

2,24

032	1,82
035	1,82
034	1,80
032	1,63
031	1,49
0,15	0,92
0,09	0,51
Beispiel 5

5,7	34
_L 5,2	37
1 53	36
_L 5,1	34
1 4,8	34
-L 6,1	18
1 5,7	12

Fäden sind brüchig und die \ferarbeitbarkeit beim Verstrecken und der weiteren Verarbeitung ist schlecht

Fäden sind brüchig und die Verarbeitbaifccit beim Erstrecken und der weiteren Erarbeitung ist schlecht

schlechte \ferarbeitbarkeit

Vergleichsprobe

erfindungsgemäß erfindungsgsmäß erfindungsgetnäß erfindungsgcmäß eründungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß

Ein Polymergemisch aus 80 Teilen Modacryl-Copolymer der Zusammensetzung AN : VDC : SMAS 48,5 :50,0 :1,5 (%) und 20 Teilen Celluloseacetat wird in DMF unter Ausbildung einer Spinnlösung mit einem Gehalt an 27% des Polymergemisches gelöst und die Spinnlösung wird aus einer Spinndüse in ein Koagulierbad aus 56% DMF und 44% Wasser, das bei 2O⁰C gehalten wird, extrudiert. Die extrudierten Fäden werden einer primären Verstreckung mit einem 5fachen

Tabelle 5

Verstreckungsgrad der ursprünglichen Fadenlänge unterworfen und dann auf einem Heißwalzentrockner, dessen Trocknungstemperatur in Tabelle 5 gezeigt wird, getrocknet, bis der Wassergehalt in den Fäden nicht mehr als 0,8% beträgt. Die getrockneten Fäden werden dann einer zweiten Verstreckung bei 110⁰C unter feuchter Wärme unterworfen mit einem Verstreckungsgrad um das 2fache der ursprünglichen Länge, dann mechanisch gekräuselt und die Kräusel werden fixiert, wobei man 3-Denier Fäden erhält, deren Eigenschaften in Tabelle 5 gezeigt werden.

Ver- Trocknungs- Hohlräume such temperatur (⁰C) Porosität V ^Ne (cmVg)

FMeretgenschaften Oberfläche Λ VIA Wasser- Andere

(mVg) absorption (%)

Bemerkungen

54 80

55 100

56 120

0,70 0,48 032

26,2 9,8 2,11

37

68

20 »

6.6

34

niedrige Festigkeit, Nfergleichs-

schlechte Anfärbbarkeit probe etwas schlechte erfindungs-

Anfärbbarkeit gemäß

erfindungs-

20

Fortsetzung

\fer- Orocknungs- Hohliiume such temperatur ("C) poroeUt K ^N

Fasereijenschaften Oberfläche Λ VIA Wasser· Andere

(mV«) absorption (%)

Bemerkungen

1 Sjw.	57	140
\|ί	58	160
I	59	180
	60	200
I
I

031	2,04	6,6	34
0,29	1,70	J_ 5,9	32
0,27	1,48	1 5,5	30
0,26	1,44	53	21
Beispiel 6			gel

	gemäß
	erfindungs
	gemäß
verfärbt sich etwas	erfindungs
	gemäß
verfärbt sich und	Vergleichs
wild hart	probe

Die gleiche Spinnlösung, die in Beispiel 5 verwendet wird, wird aus einer Spinndüse in ein Koagv'ierbad aus 56% DMF und 44% Wasser, das bei 20⁰C gehalten wird, extrudiert Die extrudieren Fäden werden einer primären Verstreckung mit einem Verstreckungsgrad der Fäden um das 4,5fache der ursprünglichen Länge unterworfen und die primär verstreckten Fäden werden mittels eines Heißwalzentrockners, der bei 120⁰C gehahen wird, bis zu einer Verminderung des Wassergehaltes, wie er in der folgenden Tabelle 6 gezeigt wird,

getrocknet und die getrockneten Fäden werden einer sekundären Verstreckung bei 110⁰C unter feuchter Wärme um das l,6fache der ursprünglichen Länge unterworfen. Die sekundär verstreckten Fäden werden gekräuselt und die Krauset werden fixiert, wobei man

3-Denier-Fäden erhält, deren Eigenschaften in Tabelle 6 gezeigt werden.

Tabelle 6

\fer- Wassergehalt

sudi (%)

Nt

Hohlräume Fasereigenschaften Porosität V Oberfläche Λ VIA Wasser- Andere

(cmVg) (mVg) absorption (%)

Bemerkungen

\*	61	0,1
	62	0,2
\ ΐ,	63	0,4
1	64	0,6
	65 '	0,9
\\\	66	1,0
i	67	1,5

68 3,0

0,31 0,32 0,33 0,34 0,33 0,37 0,48

0,51

1,52	4,9	30
1,92	J_ 6,0	34
2,11	J_ 6,4	35
2,21	J. 6,5	36
2,21	X 6,7	35
2,70	J_	39
14,9	1 31,0	50
23,0	1 45	53

Beispeil 7

Die gleiche Spinnlösung, die in Beispiel 5 verwendet wird, wird aus einer Spinndüse in ein Koagulierbad aus 56% DMF und 44% Wasser, das bei 2O⁰C gehalten wird, extrudiert und die extrudierten Fäden werden einer primären Verstreckung um das 5fache der ursprünglichen Fadenlänge unterworfen. Dann werden die primär verstreckten Fäden auf einem Heißwalzentrockner, der schlechte Anfärbbarkeit, ungleichmäßige Garneigenschaften und Anfärbbarkeit schlechte Anfärbbarkeit, ungleichmäßige Garneigenschaften und Anfärbbarkeit

erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß Vergleichsprobe

Vergleichsprobe

bei 12O⁰C gehalten wird, bis zu einem Wassergehalt der Fäden von 0,5% getrocknet. Die getrockneten Fäden werden einer zweiten Verstreckung unter den in der nachfolgenden Tabelle 7 gezeigten Bedingungen für die zweite Verstreckung unterworfen und dann mechanisch

gekräuselt, und die Kräusel werden fixiert, wobei man 2-Denier Fäden erhält, deren Eigenschaften in Tabelle 7 gezeigt werden. In Tabelle 7 ist die Temperatur für das zweite Verstrecken die Temperatur in feuchter Wärme.

21

Tabelle 7 a

22

Ver- sekundäre

such Verstreckbedingungen

^Nt Temperatur Strode-(⁰C) verhältnis

Hohlriiume Fisereigen- Verarbeitb*rkeit Bemerkungen

schäften

Porosität V Oberfläche Λ VIA Wasser-(cmVg) (TO²Zt) absorption

69	100	0,9
70	100	1,0
71	100	14
72	100	' 2
73	100	3
74	110	0,9
75	110	1,0
Tabelle 7 b

0,34	2,01	5,9	36
0,36	2,21	-L 6,1	38
0,37	2,15	JL 5,8	39
0,33	2,11	67	35
0,22	1,94	JL 8,8	25
0,32	1,85	1 5,8	34
0,34	1,87	J_	36

manchmal tritt Fadenbruefa beim sekundären Verstrecken ein

erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß

erfindungsgemäß erfindungsgemäß

Ver- sekundäre

such Verstreckbedingungen

N* Temperatur Streck-(⁰C) verhältnis

Hohlräume Fasereigen- Verarbeitbarkeit schäften

Porosität V Oberfläche Λ VIA Wasser-(cmVg) (mVg) absorption

Bemerkungen

76 110

77 110

78 110

79 120

80 120

81 120

82 120

83 120

0,8

0,30 0,29 0,20 0,34 0,35 0,31 0,25

2,01	6,7	33	manchmal tritt Fadenbruch ein Gambruch tritt oft ein
2,11 2,04 1,87	T? 1 10,2 J_	32 23 36
1,94	1 54	37
1,97	6Ä	34	manchmal tritt Fadenbruch ein Fadenbruch tritt oft ein
2,15 2,21	J_ 8,6 1 104	28 24

erfindungsgemäß erfindungsgemäß \fergleichsprobe erfindungsgemäß erfindungs* gemäß erfindungsgemäß erfindungsgemäß Vergleichsprobe

Tabelle 7 c Ver- sekundäre

such \ferstreckbedingurjgen

Nc Temperatur Streck-

verhältnis

Hohlräume

Fasereigen- Verarbeitbarkeit Bemerkungen

schäften

Porosität C Oberfläche Λ VIA Wasser-(cmVg) (m²/g) absorption

84 120

85 130

86 130

0,8

0,35 0,34

1,61

1,74

37 Erarbeitung ist unmöglich

Vergleichsprobe erfindungsgemäß erfmdungs-

Fortsetzung Ver- sekundäre

Ventreckbedingungen ^Nt Temperatur Streck-CC) verhiltnis

Hohlräume

PofosiUtC Oberfläche Λ VIA Wasser-(cmVg) (mVj) absorption

Fasereigen- Verarbeitbarkeit Bemerkungen

87	130	2	030	1,80
88	130	3	0,25	1,95
89	130	4	0,22	2,01
90	130	5	-	-
			Beispiele

20

Ein Polymergemisch aus 78 Teilen Modacryl-Copolymer der Zusammensetzung AN : VDC: SAS =53,5 :44,0 :2,5 (°/o). 20 Teilen Celluloseacetat und 2 Teilen Antimonoxid werden in DMF unter Ausbildung einer Spinnlösung, die 25% des Polymergemisches enthielt, gelöst Die Spinnlösung wird aus einer Spinndüse in ein Koagulierbad aus 60% DMF und 40% Wasser, das bei 20⁰C gehalten wird, extrudiert Die extrudierten Fäden werden einer primären Verstrekkung um das 4,8fache der ursprünglichen Länge unterworfen. Die primär verstreckten Fäden werden auf einem Heißwaizentrockner bei 125⁰C und unter Aufblasen von Heißluft von 135° C getrocknet bis der Wassergehalt auf 0,5% verringert ist Die getrockneten Fäden werden einer zweiten Verstreckung bei 105⁰C unter feuchter Wärme um das 1^fache der ursprünglichen Länge unterworfen und dann mechanisch gekräu

25

6,0

_L 7,8

ST

	erfindungs
	gemäß
manchmal	erfindungs
Fadenbruch	gemäß
häufig Fadenbruch	Vergleichs
	probe
Verarbeitung	Vergleichs
ist unmöglich	probe

seit und die Krauset werden fixiert, wobei man 3-Denier poröse synthetische Acrylfasern erhält.

Die erhaltenen Fasern haben folgende Fadeneigenschaften: Festigkeit in getrocknetem Zustand 2,7 g/d und Dehnung in getrocknetem Zustand 3,5%, Porosität V 0,31 cmVg und Oberfläche A der Hohlräume

1,78 m²/g, Verhältnis V/A ~rr und Wasserabsorption

54%. Die Fäden haben einen Sauerstoffindex von 29, was gleichbedeutend mit einer Schwerentflammbarkeit ist.

Beispiel 9

Ein Polymergemisch aus (100-C) Teilen eines Modacryl-Copolymeren (I) der Zusammensetzung AN : VDC : SMAS = 58 :40 :2 (%), C-Teilen Celluloseacetat (II) und 2 Teilen, bezogen auf die Gesamtmenge der Polymeren (I) und (II) eines Acryl-Copolymers (111) mit der Zusammensetzung von

An: CH₂ - CH—COO -( CH₁CH₂O ^ H - 90:10 (%)

wird in DMF unter Ausbildung einer Spinnlösung mit einem Gehalt an 25% des Polymergemisches gelöst Die Spinnlösung wird aus einer Spinndüse in ein bei 20⁰C gehaltenes Koagulierbad aus 56% DMF und 44% Wasser extrudiert und die extrudierten Filme werden einer primären Verstreckung um das 5fache der ursprünglichen Faserlänge unterworfen. Die primär verstreckten Fäden werden auf einem Heißwalzen trockner bei 120⁰C bis zu einem Wassergehalt der Fäden von 0,7% getrocknet und dann einer zweiten Verstreckung bei 100⁰C unter feuchter Wärme um das 1,1 fache der ursprünglichen Faserlänge unterworfen. Die Fäden wurden mechanisch gekräuselt und die Kräusel fixiert wobei man 3-Denier Fäden erhält deren Eigenschaften in Tabelle 8 gezeigt werden.

libelle 8

Ver	Polymergemisch	)	m	um	Hohlräume	Oberfläche Λ	*VIA*	Fasereigenschaften
such	(Teile:				(mV«)
Nl	m	5	2	Porosität V	1,24	93	Wasser- An
		10	2	(cmVi)	1,49	TA	absorption
91	95	20	2	0,13	1,98	JL 5,8	18
92	90	30	2	0,21	2,31	_L AO	25
93	80		0,34		34
94	70		0,47		46

Bemerkungen

erfindungsgemäß erfindungsgemäß

gemäß erfindungs- ,

Fortsetzung

26

Ver- Polymergemisch such (Teile)

^Nr [I] HU [IH]

Hohlräume

Porosität V (cm-Vg)

Oberfläche A VIA Fasereigenschaften Wasser- Andere

absorption

Bemerkungen

95 50

96 40

50 60

0,71 1,02

4,12 ⁵'⁶¹

rs

£ Γ

niedrige Festigkeit und Dehnung und schlechte Anfärbbarkeit

erfindungsgemäß \fergleichsp robe

Beispiel 10 =58,5 : 40 :1,5 (%), 15 Teilen Celluloseacetat (II) und

unterschiedlichen Mengen an Acryl-CopolymerOIl) mit Ein Polymergemisch aus 85 Teilen Modacryl-Copoly- 20 der Zusammensetzung mer (I) der Zusammensetzung AN : VDC : SMAS

An:CH₂ = CH-COO-(CH₂CH₂O)₅^Ch₃ «85:15 (%)

wird in DMF unter Ausbildung einer Spinnlösung mit Bedingungen wie in Beispiel 9 durchgeführt, wobei man

einem Gehalt von 23% des Polymergemisches gelöst. 3-Denier Fäden erhält, deren Eigenschaften in Tabelle 9

Das Extrudieren der Spinnlösung und die Nachbehand- gezeigt werden,

lung der extrudierten Fäden werden unter den gleichen

Tabelle 9

Ver	Polymergemisch	I	m	mn	Hohlräume	Oberfläche A	*VIA*	Ffesereigenschaften	Andere	Bemerkungen
such	(Teile)				(m2/B)
Nr.	m	15	0,5	Porosität V	1,98	Α. 66	Wasser	guter Glanz und gute
				(cm3/g)		O₁O 1	absorption	Anfärbbarkeit
97	85	15	2	0,30	1,96	j	33	guter Glanz und gute	erfindungs
						Ο,ο		Anfärbbarkeit	gemäß
98	85	15	5	0,29	1,71		31	guter Glanz und gute	erfindungs
						O₁J		Anfärbbarkeit	gemäß
99	85	15	10	0,27	1,63	TT	29	guter Glanz und gute	erfindungs
						ι ,ι		Anfärbbarkeit	gemäß
100	85	. 15	30	0,23	1,18		25	guter Glanz und gute	erfindungs
						1		Anfärbbarkeit	gemäß
101	85	IC	cn	0,18	η αϊ	1	21	guter Glanz und gute	erfindungs
						64		Anfärbbarkeit	gemäß
102	OC		η Λλ			17	eiusdungs-
						gemiß
			Beispeil 11			Die allgemeine Formel des vorerwähnten Monomers

Ein Polymergemisch aus 85 Teilen Modacryl-Copolymer (I) der Zusammensetzung AN: VDC: SAS =54:44:2 (%), 15 Teilen Celluloseacetat (II) und 2 eo Teilen Acryl-Copoiymer (III), das ein Copolymer aus 90% AN und 10% eines Monomeren der folgenden allgemeinen Formel ist, wird in DMF unter Ausbildung einer Spinnlösung mit einem Gehalt an 27% des Polymergemisches gelöst Die Extrudierung der Spinnlösung und die Nachbehandlung der extrudierten Fäden wird unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 9 durchgeführt, wobei man 3-Denier Fäden erhält

ist die folgende:

CH₂=CH-COOX

worin X R₂

CH₃ C

bedeutet (R₂, R3.1 und m haben die in der folgenden Tabelle 10 angegebenen Bedeutungen.

Die Eigenschaften der erhaltenen Fasern werden in Tabelle 10 gezeigt

28

Tabelle 10

Ver- Monomer

Hohlräume

Porosität V (cmVg)

Oberfläche Λ (mVg)

Wasser-
K//4 absorption

Bemerkungen

103 H

104 -

105 -

106 -

107 -

H
H

CH₃
H

0 15 15 20

0,26 0,31 0,34 0,33 0,41

1,43
1,97

1,91 2,05

5,5
M 5,5 53

29
34
35
36
43

erfindungsgemäß
erfindungsgemäß
erfindungsgemäß
erfindungsgemäß
erfindungsgemäß

Beispiel 12

Ein Polymergemisch aus 90 Gewichtsteilen eines Modacrylcopolymeren der Zusammensetzung Acrylnitril !Vinylidenchlorid !Acrylsäure = 55 :41 :4 (%) und 10 Gewichtsteilen Celluloseacetat werden in DM F unter Erhalt einer Spinnlösung mit einer Polymerkonzentration von 25% gelöst Die Spinnlösung wird in ein Koagulierbad von 15° C aus 60% DMF und 40% Wasser extrudiert und die ersponnenen Fasern werden einer primären Verstreckung um das 4,5fache unterworfen, mit Wasser gewaschen und dann auf einem Heißwalzentrockner bei 120° C bis zu einem Wassergehalt von 0,5% getrocknet. Anschließend werden die getrockneten Fäden einer zweiten Verstreckung unter feuchter Wärme um das l,4fache unterworfen und dann mechanisch gekräuselt und die Kräusel werden fixiert, wobei man poröse Fasern von 3 Denier erhält. Die Wasserabsorption der Fasern beträgt 30%, die Porosität V0.25 cmVg und die Oberfläche A 1,74 m²/g.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Poröse schwer entflammbare synthetische Acrylfasern, bestehend aus 2 bis 50Gew.-% Celluloseacetat und 50 bis 98 Gew.-% eines Modacrylcopolymeren aus

(1) 20 bis 60 Gew.-% Vinylchlorid und bzw. oder Vinylidenchlorid,

(2) weniger als 5 Gew.-% eines von Vinylchlorid, Vinylidenchorid und Acrylnitril verschiedenen copolymerisierbaren Monomeren und

(3) Acrylnitril,

bei denen das Celluloseacetat in länglicher Form längs der längsten Dimension parallel zur Faserachse verteilt ist, mit einer Oberfläche A von Hohlräumen von nicht mehr als 15m²/g, einer Porosität V von 0,05 bis 0,75 cmVg und V/A von