DE930891C

DE930891C - Verfahren zur Nachbehandlung von nach dem Trockenspinnverfahren hergestellten, fertig verstreckten Gebilden aus Polyacrylnitril oder Mischpolymerisaten des Acrylnitrils

Info

Publication number: DE930891C
Application number: DEP5490A
Authority: DE
Inventors: Anton Dr Brandl; Robert Dr Zoller
Original assignee: Phrix Werke AG
Current assignee: Phrix Werke AG
Priority date: 1951-05-01
Filing date: 1951-05-01
Publication date: 1955-07-28
Also published as: DK78066C; AT175335B; FR1050237A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um die physikalischen Eigenschaften der bei den üblichen Trockenspinnverfahren aus Polyacrylnitril oder Mischpolymerisaten des Acrylnitril erhaltenen orientierten Fäden zu verbessern.

Bekanntlich erhalten solche Fäden durch eine Nachverstreckung bei erhöhter Temperatur eine beträchtliche Erhöhung der Festigkeit, wobei jedoch die Dehnung des Fadens für manche textlien Zwecke noch unerwünscht niedrig ist. Um die Dehnbarkeit zu erhöhen, wurde bereits vorgeschlagen, die verstreckten Fäden mindestens ι Stunde lang in einem inerten, insbesondere gasförmigen Medium spannungsfrei oder bei verminderter Spannung einer Hitzebehandlung bei 8o bis 300⁰ zu unterwerfen. Abgesehen davon, daß dieses Verfahren wegen der hohen Temperatur im allgemeinen eine besondere Vorrichtung erfordert, erleidet der so behandelte Faden auch eine unerwünschte Verfärbung, so· daß eine anschließende kräftige Bleiche erforderlich ist.

Es wurde nun gefunden, daß der verstreckte Faden, wenn er noch einen bestimmten Mindestgehalt an Lösungsmittel· besitzt, eine erhebliche Schrumpfungstendenz (10 bis 2O°/o) aufweist, die um so höher ist, je höher der Lösungsmittelgehalt ist. Wird der Faden in gespanntem Zustand vom Lösungsmittel befreit, so· schrumpft er nicht mehr, und seine physikalischen Eigenschaften werden auch durch eine erträgliche Hitzebehandlung nicht wesentlich beeinflußt.

Wird dagegen der Lösungsmittelgehalt auf irgendeine Weise herabgesetzt oder vollkommen be-

seitigt, während der Faden- im entspannten Zustand ist, so¹ daß er frei schrumpfen kann, so wird dabei nicht nur die Festigkeit, sondern auch die Dehnbarkeit des Fadens erhöht, und zwar ist die Dehnbarkeitszunahme um so größer, je größer der Gehalt an Lösungsmittel vor der Behandlung war. Die Entfernung des Lösungsmittel erfolgt durch Extraktion mit einer Waschflüssigkeit, welche gegenüber dem Faden inert und. mit dem Lösungs--ίο mittel mischbar ist. Die Temperatur der Behandlungsflüssigkeit hat dabei auf die Dehnungserhöhung nur einen unwesentlichen, dagegen, einen erheblichen Einfluß auf die Behandlüngszeit in dem Sinne, daß die Behand'lungszeit um so kürzer ist, je höher die Behandlungstemperatur gewählt wird.

Der Mindestgehalt an als Quellmittel dienendem Lösungsmittel beträgt etwa 5%, zweckmäßig jedoch io bis 15 %>. Liegt der Lösungsmittelgehalt an der unteren Grenze, so wird er zweckmäßig vor so der Nachbehandlung durch Imprägnieren des Fadens mit einem Quellmittel erhöht. Da die als Lösungsmittel dienenden acylierten Amine teuer sind, verwendet man als zusätzliches Quellmittel zweckmäßig eine andere geeignete Verbindung, z, B. Glyzerin oder Glykole bzw. Polyglykole. Bei der erfindungsgemäßen Behandlung tritt außer der Verfestigung und der Dehnbarkeitserhöhung gleichzeitig eine Kräuselung des Fadens ein, die mit höherem Quellmittelgehalt erheblich zunimmt. Zur Erzeugung einer woMähnilichen Kräuselfaser wi.rd man daher auch einen Faden mit normalem Lösungsmittelgehalt noch zusätzlich mit Quellmitteln imprägnieren, um die Kräuselung zu verstärken.

Als Flüssigkeiten, die mit den Lösungsmitteln und den obengenannten Quellmitteln mischbar sind und den Faden nicht angreifen, seien beispielsweise Wasser, Alkohol und Äther genannt. Bei der Behandlung mit Wasser kann selbstverständlich auch eine wäßrige Lösung, z. B. eine Bleichflüssigkeit, genommen werden.

Es ist bekannt, Polyacrylnitrilfäden nach der Verstreckung mit einer Bleichflüssigkeit, insbesondere auch bei hoher Temperatur, zu behandeln. Bei diesem Verfahren ist jedoch ausdrücklich angegeben, daß der Faden vorher vollkommen vom Lösungsmittel befreit wird und daß die physikalischen Eigenschaften des Fadens durch die Behandlung nicht merklich beeinflußt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren konnte daher hieraus nicht entnommen werden.

Beispiele

i. Ein durch Trockenverspinnen einer Lösung von Polyacrylnitril in Dimethylformamid hergestellter und in bekannter Weise nachverstreckter Faden, der einen Lösungsmittelgehalt von 10"/»besitzt, wird in Form lockerer Stränge 30 Minuten einer Heißwasserbehandlung bei 80 bis ioo° unterworfen und dadurch völlig vom Lösungsmittel; befreit. Der in seiner Farbe nicht beeinträchtigte Faden besitzt nach dem Trocknen eine Festigkeit von 37 Reißkilometern und eine Dehnung von 21 % gegenüber 30 Rkm und 10% vor der Nachbehandlung.

2. Ein ähnlicher Faden wie im Beispiel 1 wird 50 Minuten lang bei 30⁰ mit Äthylalkohol extrahiert. Die Festigkeit und Dehnbarkeit erhöht sich dabei von 29 Rkm und 9,8 °/o auf 35 Rkm und i8°/o.

3. Zur Erzielung einer wollartigen Kräuselung wird der verstreckte Faden, der noch etwa 5 bis 15% Lösungsmittel enthalten muß, durch ein geeignetes Quellmittel, z. B. ein Polyglykol, bei Temperaturen von 50 bis 120° geleitet und nach dieser Behandlung in Stapel geschnitten. Die Fasern werden dann wie im Beispiel 1 einer Heißwasserbehandlung unterzogen und weisen eine wollähnliche Kräuselung auf.

4. Der gleiche Faden wie im Beispiel 1 wird 1V2 Stunden bei 50⁰ mit einer Bleichlösung behandelt, welche in einem Liter-3 g aktives Chlor enthält. Nach dem Trocknen ist der Faden rein weiß, und die Festigkeit und Dehnbarkeit haben sich auf 33 Rkm und 20 °/o erhöht.

Die aus den vorstehenden Beispielen ersichtliche gleichzeitige Erhöhung von Dehnbarkeit und Festigkeit bei dem Entfernen des Lösungsmittels aus dem entspannten Faden ist offenbar eine kennzeichnende Eigenschaft des aus Lösung nach dem Trockenspinnverfahren gesponnenen Polyacrylnitrilfadens. Das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist um .so überraschender, als für die praktisch stets aus der Schmelze versponnenen anderen Linearpolymeren bekannt ist, daß bei einer Nachbehandlung des Fadens durch Streckung, Ouelfoing, Schrumpfung od. dgl. eine Zunahme der Festigkeit stets von einer Abnahme der Dehnbarkeit begleitet ist und umgekehrt. Insbesondere wird in der Beschreibung eines bekannten Verfahrens zur Herstellung von Reifencord aus Polyamiden unter Behandeln, des verstreckten Fadens mit Quellmitteln und Auswaschen des Quellmittels, während der Faden unter Spannung steht, betont, daß bei einem Vergleichsversuch, in welchem das Quellmittel aus dem entspannten Faden entfernt wurde, zwar eine Erhöhung der Dehnbarkeit, aber gleichzeitig eine Abnahme der Festigkeit beobachtet wurde. Das heißt also·, daß dort die Verbesserung einer textlien Eigenschaft mit der Verschlechterung einer anderen erkauft wurde, während nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lediglich Verbesserung des Polyacrylnitrilfadens sowohl hinsichtlich der Festigkeit als auch der Dehnbarkeit erzielt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Verfahren zum Nachbehandeln von nach dem Trockenspinnverfahren hergestellten, bereits in der Hitze fertig verstreckten Gebilden aus Polyacrylnitril oder Mischpolymerisaten des Acrylnitril, dadurch gekennzeichnet, daß dem mindestens 5°/o, gegebenenfalls noch 10 bis 15%, Lösungs- oder Quellmittel enthaltenden Gebilde in völlig entspanntem Zustande durch

Behandeln mit einer gegenüber dem Polyacrylnitril inerten und mit dem Lösung«- bzw. Quellmittel mischbaren, niedrig siedenden (bis ioo°) Flüssigkeit das Lösungs- oder Quellmittel entzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des Vorhandenseins geringer Mengen von Lösungs- oder Quellmittel das orientierte Gebilde vor der Behandlung mit der inerten Flüssigkeit zusätzlich mit einem Quellmittel imprägniert 'wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung mit der inerten Flüssigkeit bei Temperaturen über 50⁰ erfolgt.

4· Verfahren nach Anspruch ι bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem Trockenspinnverfahren hergestellter, nachverstreckter Faden aus Polyacrylnitril oder Mischpolymerisaten von Acrylnitril, der 5 bis 15% Lösungsmittel enthält, in entspanntem Zustand bei 80 bis ioo° mit Wasser oder einer wäßrigen Lösung, insbesondere einer Bleichlösung behandelt wird.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 406 506;
USA.-Patentschrift Nr. 2 445 042;
britische Patentschrift Nr. 605 770;
belgische Patentschrift Nr. 494 620.

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