DE1802986B - Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Polyacrylnitrilfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Polyacrylnitrilfasern durch Ablösen der Oberflächenschicht der Fasern mit einem speziellen Lösungsmittel.

Es sind verschiedene Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Polyacrylnitrilfasern bekannt, die jedoch alle zu keinem brauchbaren Ergebnis führten. Es war bisher äußerst schwierig, die Eigenschaften von fertigen Polyacrylnitrüfasem in gewünschtem Maß zu verbessern.

Es ist bereits ein Verfahren zum Behandeln von Polyacrylnitrilfasern mit einem Lösungsmittel für die Fasern bekannt, bei welchem Polyacrylnitrilfasern mit einer verdünnten Lösung eines üblichen Lösungsmittels für Polyacrylnitrilfasern behandelt, getrocknet und anschließend erwärmt werden. Bei diesem Verfahren teichert sich jedoch das Lösungsmittel beim Trocknen auf den Fa-"rn an und löst diese teilweise auf; die aufgelöste Pclymerenschicht wirkt dann als Klebstoff iwischen den Fasern und verklebt diese miteinander. Dadurch weisen die Fasern einen harten Griff auf, ivas auf das gleiche Prinzip wie beim Stärken von Fasern zurückzuführen ist. Die bekannte Lösungsmittelbehandlung von Acrylfasem führt also zu einer klebrigen Faseroberfläche und einem Zusammenkleben der Fasern. Das bekannte Verfahren wurde daher hauptsächlich zum Steifmachen von Gegenständen aus Polyacrylnitrilfasern angewendet und nicht zum Ablösen der J"aseroberfläche.

Taucht man Polyacrylnitrilfasern so in ein Lösungsmittel ein, daß dieses nur auf die Oberflächenschicht der Fasern einwirkt und entfernt das Lösungsmittel anschließend durch Waschen der Fasern mit Wasser, so tritt in vielen Fällen eine Gesvichtsverminderung der Fasern ein. Die Oberflächenschicht der so behandelten Fasern wird hierbei jedoch mit einer verhältnismäßig starken Schicht eines rekoagulierten Polymeren überzogen, die fest an der Oberfläche haftet. Wendet man dieses Verfahren bei Garnen oder gewirkten Geweben an, so haften die Fasern auf Grund der Bildung des rekoagulierten Polymeren aneinander, wodurch der so behandelte Gegenstand wie im obigen Fall steif wird.

Versuche der Anmelderin ergaben, daß man die Oberfläche von Polyacry'nitrilfasern durch mehrstufiges Behandeln mit eil 2m Lösungsmittel ablösen kann. Dieses Ablösen bewirkt unerwartete Veränderungen der Eigenschaften der Faseroberfläche, deren physikalische Eigenschaften der Fasern und der Struktur des Fasergegenstandes; die Verbesserungen bcstehen hierbei beispielsweise in dem Auftreten eines seidenweichen Griffs und Verbesserungen hinsichtlich des Glanzes, der Färbbarkeit usw., wie sie auf Grund der bekannten Verfahren niemals erzielt werden konnten (japanische Patentanmeldung 59 462/66).

Das Ablösen der Faseroberflächenschicht wurde bisher zur Untersuchung der Struktur von Cellulosc- oder Polyamidfasern angewandt, nicht aber zur Verbesserung der Eigenschaften von verarbeiteten Fasern. Bei Polyesterfasern ist das Behandeln der Oberfläche mit Alkali bekannt. Dieses Verfahren beruht auf einer Verseifung von Esterbindungen in den Fasermolekülen. Diese chemische Umsetzung wurde weitgehend angewandt, da sie sich leicht ausführen läßt. Wegen der speziellen Struktur der Polyacrylnitrilfasern lassen sich diese jedoch durch die bekannten Verfahren, wie sie bei Cellulose-, Polyamid- oder Polyesterfasern angewandt werden, nicht leicht von der Oberflächenschicht befreien. Somit gab es vor dem in der japanischen Patentanmeldung 59 462/66 beschriebenen Verfahren keine Möglichkeit, die Oberflächenschicht von Acrylfasern abzulösen, und die Eigenschaften von derartig behandelten Fasern waren daher bisher unbekannt.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Eigenschaften von Polyacrylnitrilfasern durch Ablösen der Oberflächenschicht mit einem speziellen Lösungsmittel, wobei jedoch keine mehrstufige Lösungsmittelbehandlung wie bei dem Verfahren gemäß der obigen Patentanmeldung erforderlich ist.

Die erfindungsgemäß beschriebenen Verbesserungen lassen sich nur erzielen, wenn die Faseroberflächenschicht fortschreitend und etwa einheitlich entfernt wird und eine ideal frische und glatte Oberfläche mit denselben Eigenschaften wie das Faserinnere freigelegt wird, die Fasern also »abgeschält« werden. Die Wirkungen und Vorteile der Erfindung lassen sich jedoch nicht durch die bekannte Lösungsmittelbehandlung erzielen, bei der sich die so behandelte Faseroberfläche mit einer großen Menge an rekoaguliertem Polymeren überzieht.

Das erfindungsgemäße Verfahren, bei welchem Polyacrylnitrilfasern mit einem Lösungsmittel in Berührung gebracht und hierbei teilweise gelöst werden, wird wie folgt ausgeführt: Die Quellwirkung des Lösungsmittels schreitet rasch von der Faseroberfläche in das Faserinnere fort. Das Quellen der Oberflächenschicht wird allmählich stärker, und es dispergieren sich langsam aus den Fasern stammende Polymerenmoleküle in dem Lösungsmittel, wodurch die Auflösung der Fasern fortschreitet. Es wurde gefunden, daß die Auflösung von Polyacrylnitrilfasern zweistufig erfolgt, wobei die Fasern zuerst quellen und sich dann dispergieren. Die Quellgeschwindigkeit ist immer wesentlich höher als die Disperg; -^geschwindigkeit. Daher ist immer eine gequollene Schicht vorhanden, unabhängig, nach welcher Zeit das Lösungsmittel von den Fasern entfernt und die gequollene Schicht zu einer rekoagulierten Polymerenschicht entquollen wird. Die rekoagulierte, aus Acrylfasern bestehende Polymerenschicht haftet fest an den Fasern und löst sich nicht leicht von den Fasern ab.

Im Rahmen der Erfindung wurde die Beziehung zwischen der Konzentration des Lösungsmittels, dem Quellen und dem Dispergieren untersucht. Hierbei wurde gefunden, daß es nur einen verhältnismäßig engen Konzentrationsbereich gibt, bei welchem dif Quellgeschwindigkeit der Faseroberfläche äußerst gering und die Dispergiergeschwindigkeit größer als di( Quellgeschwindigkeit ist. Behandelt man die Faserr mit einer Lösung eines üblichen Lösungsmittels füi Polyacrylnitrilfasern in diesem spezifischen Konzen trationsbereich, so bildet sich keine rekoagulierti Polymerenschicht auf der Faseroberfläche, unabhängij von der Zeit, nach welcher die Entquellungsbehandlun] vorgenommen wird; dadurch wird ein sogenannte Abschälen der Fasern möglich.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessen der Eigenschaften von Polyacrylnitrilfasern, dessei Besonderheit darin besteht, daß man die Polyacryl nitrilfasern mit einem üblichen, verdünnten Lösungs mittel für diese Fasern behandelt, dessen Konzentra tion größer als die zur Faserquellung erforderlich Konzentration und gleichzeitig kleiner als diejenig Konzentration ist, bei welcher die Quellgeschwindif keit an der Faseroberfläche gleich der Auflösung;

oder Dispergiergeschwindigkeit der gequollenen Ober- nicht, sondern wird rekoaguliert.) Die Zunahme dei

flächeiischicht ist. Dupergiergeschwindigkeit mit zunehmender Konzen-

Zweckmäßigerweise behandelt man die Polyacryl- tration ist jedoch nicht so groß wie die Zunahme dei

niii ilfasern mit einem verdünnten Lösungsmittel 3 Mi- Quellgeschwindigkeit. Daher schneiden sich die beider

nuten bis 3 Stunden oder bis zu einer prozentualen 5 Geschwindigkeitskurven bei einer spezifischen Kon-

Cl-W ichtsverringerung der behandelten Fasern von zentration B. Bei einer den Wert B übersteigender

2 bis 30°'_o. Konzentration ist daher die Dispergiergeschwindigkeil

Als Lösungsmittel läßt sich vorteilhafterweise eine geringer als die Quellgeschwindigkeit. Dieser Bereicli

vwii.irige 91,7- bis 95,3"/OiSe Dimethylformamidlösung wurde bei den bekannten Verfahren angewandt, wobei

Ki 25 C oder 95,0- bis 9S,5%ige Dimethylacetamid- io jedoch ein Abschälen der Fasern aus den bereit;

Körnig hei 50" C oder 89,5- bis 96,7°/_oige Dimethyl- erwähnten Gründen nicht möglich war. In dem Be-

sulioxidlösung bei 25°C oder 44,6- bis 50,7%ige reich zwischen A und B ist die Quellgeschwindigkeil

iviURimthiocyanatlösung bei 25^CC oder 54,4- bis gleich oder geringer als die Dispergiergeschwindigkeit

5"\7" „ige Zinkchloridlösiing bei 25°C oder 69,5- bis so daß die Fasern abgeschält werden können. Die

7!.5'\»ige Schwefelsäurelösung bei 25"C oder 49,2- 15 bekannten Versuche auf diesem Gebiet waren dahei

I is 51.3° „ige Salpetersäurelösung bei 25⁰C verwenden. unvollständig und der für den erfindungsgemäßer

Als Polyacrylnitrilfasern eignen sich hierfür beispiels- Zweck angewandte, äußerst enge Konzentrations-γ.ς^e Fasern aus Polyacrylnitril, aus einem Mischpoly- bereich war nicht bekannt. Erfindungsgemäß wurde nieren von mehr als 85 Gewichtsprozent Acrylnitril beispielsweise gefunden, oaß — für Salpetersäure von iii:J bis zu 15 Gewichtsprozent an !erer niermit poly- 20 25"^JC — A dem Wert 49,2^c>/₀, B dem Wert 51,3°'₍ n^risierbarerMonomerer, sowie sogenannte Modacryl- und C dem Wert 47,7⁰Z₀ entsprechen muß.
|.:>ern aus Acrylnitril und einem anderen Monomeren. Die Quellgeschwindigkeit kann annähernd auf fol-Icrr.er konjugierte Fasern aus Polymeren mit unter- gende Weise gemessen werden: Fasern von bekanntem ichiedlichen Mischpolymerenbestandteilen sowie Gar- Gewicht werden in eine Lösung eines Lösungsmittels ηL mil nicht kreisförmigem Querschnitt. Außerdem 25 von bestimmter Konzentration eingetaucht und nach eignen sich für diese Behandlung Polyacrylnitrilfasern bestimmter Zeit in Wasser geworfen, um so das ii, Form von Fäden, bauschigen Garnen, Tau, ge- Quellen zu unterbrechen. Das Wasser wird vollkom-Khiiittenen Fasern, Lunte, Kammzug, gesponnenem men von den Fasern entfernt, die dann ausreichend (Jam. Gewebe, nicht gewebtem Tuch, gewirktem Ge- mit einem Lösungsmittel behandelt werden, welches webe, gewebtem Gewebe. Es ist nicht erforderlich, daß 30 nur die re! oagulierte Polymerenschicht zu lösen verdiese Gegenstände nur aus Polyacrylnitrilfasern be- mag (allgemein kann ein Lösungsmittel mit einei j>tehen, sondern es eignen sich hierfür auch verarbeitete Konzentration zwischen C und A nur diese Schicht Mischungen von Polyacrylnitrilfasern mit natürlichen auflösen, besonders eignet sich hierfür jedoch eine Fasern, halbsynthetischen Fasern oder anderen synthe- 90°/₀ige wäßrige Lösung von Dimethylformamid). Die ti chen Fasern außer Polyacrylnitrilfasern oder misch- 35 so behandelte Faser wird dann getrocknet und gegesponnene Gegenstände, mischgeflochtene Gegen- wogen und so der prozentuale Gewichtsverlust festttär Ie oder mischgewirkte Gegenstände mit anderen gestellt. Die Eintauchzeit der Faser in der geprüfter Polyaerylnitrilfasem. Lösung wird vorzugsweise so bemessen, daß eir

In F-' i g. 1 ist die Beziehung zwischen der Konzen- 5%iger Gewichtsverlust auftritt. Die Quellgeschwin-

tration des Lösungsmittels und den Quell- und Dis- 40 digkeit der Lösung kann auf diese Weise als prozen-

pergiergeschwindigkeiten von eingetauchten Polyacryl- tualer Gewichtsverlust pro Zeiteinheit angegeber

tiiirilfasern dargestellt. F i g. 2 ist eine Elektronen- werden.

tnikroskop-Photographie der Oberfläche von gewöhn- Die annähernde Dispergiergeschwindigkeit läßt sich

liehen Polyacrylnitrilfasern (75 Denier, 38 Fasern). wie folgt bestimmen: Fasern von bekanntem Gewichl

lic. 3 ist eine Elektronenmikroskop-Photographie 45 werden in einer Lösung mit einer Konzentration größei

der Oberfläche diesem Polyacrylnitrilfasergarne nach als B eine bestimmte Zeit zwecks Bildung einer ge-

dem erfindungsgemäßen Ablösen der Oberflächen- quollenen Schicht eingetaucht: anschließend werder

schicht. die Fasern eine bestimmte Zeit in eine bestimmte

ßei der Erfindung ist die Beziehung zwischen der Lösung eingetaucht. Die Faser wird dann sofort zurr

Konzentration des Lösungsmittels und der Löslichkei: so Koagulieren und Unterbrechen der Dispersion ir

der Fasern von großer Bedeutung. Diese Beziehung Wasser geworfen. Anschließend wird die Faser ge-

ist in F i g. 1 graphisch dargestellt. Erreicht die trocknet und gewogen, wobei sich die prozentual«

Konzentration des Lösungsmittels gemäß Fig. 1 Gewichtsverringerung W ergibt. Eine andere Fasel

einen Wert /(, so wird die Oberfläche der Fasern durch von bekanntem Gewicht wird unter denselben Be

das Lösungsmittel gequollen, und die Fasern beginnen 55 dingun."en wie bei der Bildung der gequollenen Schich

sich aufzulösen. Bei der Erfindung muß das Lösungs- nach dem obigen Verfahren mit Lösungsmittel be

mitte! eine größere Konzentration aufweisen, als die- handelt und dann sofort in Wasser geworfen, getrock

sem Wert A entspricht. Mit zunehmender Konzen- net und gewogen, wobei sich die pre/zentuale Gewichts

tration des Lösungsmittels wird die auflösende Wir- verringerung W ergibt. W bedeutet die Menge de:

kling stärker und die Quellgeschwindigkeit nimmt an 60 dispergierten Polymeren bei der Bildung der gequol

der Faseroberlläche stark zu, wie aus F i g. 1 ersieht- lenen Schicht. Die Dispergiergeschwindigkeit de

lieh. Die Oberfläche der bereits gequollenen Fasern untersuchten Lösung ergibt sich dann durch dei

beginnt sich bei einer Konzentration C, die geringer Quotienten

ist als die Konzentration A, zu dispergieren. Mit zu- (W- W')

nehmender Konzentration nimmt die Dispergier- 65 _ — ·

geschwindigkeit zu. (Wenn die gequollene Schicht mit ^ei

einer Lösung in Berührung kommt, deren Konzen- In diesem Fall muß man durch vorherige Versuch

tration geringer als C ist, dispergiert sich die Schicht erst die Bedingungen bestimmen, unter welchen dl·

Menge der gequollenen Schicht größer als die dispergierte Menge ist. Die Behandlungszeit wird vorzugsweise so geregelt, daß die Differenz (IV— W) etwa 57o beträgt.

Die Werte für C, A und B der vorzugsweise verwendeten Lösungsmittel sind im folgenden zusammengestellt:

Lösungsmittel

Dimethylformamid
Dimethylacetamid
Dimethylsulfoxid .
Natriumthiocyanat

Zinkchlorid

Schwefelsäure ....
Salpetersäure ....

Anmerkung:

C	A I
83,4Vo	91,7 Vo
92,6 V0	95,0 %
84,3%	89,5 %
39,6 %	44,6 V0
50.2%	54,4%
64,6Vo	69,5 Vo
47 77	49,2 Vo

95,3 Vo 98,5 Vo 96,7Vo 50,7 7„ 57,7 Vo 71,5 Vo 51.3V₈

(M Die Behandlungstemperatur beträgt 25 C; lediglich bei Dimethylacetamid wurde eine Temperatur von 50 C angewandt.

(*) Die Werte von C, A und B schwanken etwas, je nach der Zusammensetzung der Polymeren, den Spinnbedingungen, Härtungsbedingungen, der Temperatur, den Rührbedingungen usw. Die numerischen Werte in der obigen Tabelle wurden nach dem folgenden Verfahren erhalten: Der zu behandelnde Gegenstand wurde in das Lösungsmittel eingetaucht, und es wurde mit der Hand gerührt. Der behandelte Gegenstand bestand aus PoIyacrylnitrillangfasern, die aus einem Mischpolymeren aus 92 Gewichtsprozent Acrylnitril, 3 Gewichtsprozent Methylacrylat und 5 Gewichtsprozent Acrylamid hergestellt wurden. Der Denier betrug 100 D,50/ (D - Denier und / -- Faser).

(³) Die prozentuale Abschälung der Oberfläche der Fasern bei dieser Behandlung, bezogen auf das Gewicht der Fasern, betrug gewöhnlich 5 bis 30%· Die prozentualen Werte schwanken je nach dem Verwendungszweck des herrustellenden Gegenstands. Falls man einen Gegenstand mit seidenartigem Griff herstellen will, soll die prozentuale Abschälung zwischen 10 und 20"', liegen.

Der Konzentrationsbereich, bei welchem ein Abschälen der Fasern gemäß der Erfindung möglich ist, schwankt von niedriger Konzentration bei hoher Temperatur bis zu hoher Konzentration bei niedriger Temperatur. Die Abschälbehandlung kann bei einer Temperatur von —10° C oder einem Mehrfachen hiervon bis zu einer Temperatur von +10⁰C oder einem Mehrfachen hiervon ausgeführt werden. Die Löslichkeit der Fas^r, insbesondere die Dispergiergeschwindigkeit hängt stark von mechanischen Bedingungen, wie Schütteln und Rühren der Lösung oder der Fasern während der Behandlung ab. Durch dieses Rühren und Schütteln wird die Dispergiergeschwindigkeit erhöht, wodurch sich der Bereich, in welchem ein Abschälen möglich ist. vergrößert.

Die prozentuale Abschälung, also die prozentuale Gewichtsverringerung, wird je nach dem speziellen Zweck und der Art des Fasergegenstands gewählt, liegt aber vorzugsweise zwischen 2 und 30%· Der Konzentrationsbereich, bei welchem ein Abschälen möglich ist, wird so gewählt, daß die Auslösungswirkung mild ist Daher hängt die zum Abschälen von 2 bis 30 Vo erforderliche Zeit von der Art des Lösungsmittels ab, beträgt aber allgemein mehr als 30 Sekunden und vorzugsweise 3 Minuten bis 3 Stunden.

Als Lösungsmittel für Polyacrylnitrilfasern eignen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren anorganische Verbindungen, wie anorganische Säuren, Salze und verschiedene organische Verbindungen. Beispiele für brauchbare anorganische Säuren sind Salpetersäure, Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Perchlorsäure, Chlorsulfonsäure. Beispiele für brauchbare Salze sind Thiocyanate, wie Natriumthiocyanat, Kaliumthiocyanat, Calciumthiocyanat, Ammoniumthiocyanat und Zinkthiocyanat; Halogenide, wie Calciumjodid. Lithiumiodid. Zinkjodid, Lithiumbromid, Magnesiumbromid, Zinkbromid, Zinn(II)-chlorid und Zinkchlorid; Nitrate, wie Nickelnitrat und Magnesiumnitrat; Perchlorate, wie Calciumperchlorat und AIuminiumperchlorat. Beispiele für brauchbare organische Lösungsmittel sind Amidverbindungen, wie N₁N-DimethylformamiH, N,N -Dimethylacetamid, N-Methylpyrrolidon sowie 2-Oxazolidon; Nitrilverbindungen, wie Malononitril, Adiponitril und /?-Hydroxypropionitri!; Sulfon- und Sulfoxyverbindungen, wie Dimethylsulfoxid und Äthylmethylsulfon; Thiocyanatverbin-

ao düngen,wie Methylendithiocyanat; Nitrobenzol,Nitrophenol und Nitroäthanol; Aminoverbindungen, wie Phenylendiamin und Triaminotoluol; Phosphorverbindungen, wie tris-Dimethylamidphosphat und Dimethylphosphit; Carbonate, wie y-Butyrolacton, Maleinas säuteanhydrid und Äthylencarbonat. Zusätzlich können / ieton, Dimethylcyanoacetamid und Tetrachloräthan usw. verwendet werden. Die obigen Stoffe sind lediglich Beispiele für brauchbare Materialien. Es können aber auch alle anderen Stoffe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, welche Polyacrylnitrilfasern lösen. Ferner können Stoffgemische verwendet werden.

Die auflösende Wirkung der Lösung des Lösungsmittels schwankt je nach dem zu der Lösung zugegebenen Material. Das Abschälen kann daher vorteilhaft ausgeführt werden, wenn man das gemeinsam zu verwendende Material entsprechend aussucht. Auch der Konzentrationsbereich, in welchem ein Abschälen der Fasern möglich ist, und die durch das Abschälen erzielten Wirkungen schwanken ebenfalls je nach der Art der Fasern und der Stoffe, die an den zu behandelnden Fasern haften, wie den Spülbedingungen, Wärmehärtbedingungen, verwendete Schaumerzeugungsmittel und Schlichtmittel.

Die Behandlung der verarbeiteten Polyacrylnitrilfasern gemäß der Erfindung bewirkt einen sehr weichen Griff und feinen Glanz. Ferner wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Färbbariieit der verarbeiteten Fasern sowie die Gleichmäßigkeit der Färbung verbessert, so daß eine klare Färbung erzielt wird.

Die Erfindung läßt sich bei allen Polyacrylnitrilfasern anwenden, eignet sich jedoch besonders zum Verbessern der Eigenschaften von verarbeitetem PoIyacrylnitrilfasergarn. Verarbeitete Polyacrylnitrilfasergarne weisen nämlich den Nachteil auf, daß sie sich hart anfühlen und nur ungleichmäßig färben lassen. Diese Nachteile können durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, und man kann einen seidenartigen Griff und Glanz sowie eine klare Färbung erzielen. Diese ausgezeichneten Verbesserungen beruhen auf einer Glättung der Faseroberfiäche und Veränderungen der Fasereigenschaften durch Abschälen der Oberflächenschicht der Fasern. Ferner bilden sich entsprechende Zwischenräume iü der Struktur der verarbeiteten Fasern, und der Griff und die Drapierbarkeit des Gegenstands werden durch das Abschälen der Faseroberfläche verbessert.

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Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert, wobei sich alle Prozentangaben auf das Gewicht beziehen.

Beispiel 1

Gesponnene Polyacrylnitrilfasergarne (Einzelgarn Nm 48) wurden 10 Minuten bei 5⁰C in eine 50.5%ige Wäßrige Salpetersäurelösung eingetaucht, anschließend tiit Wasser gewaschen und getrocknet. Bei dieser Beiandlung erfolgte eine Gewichtsabnahme der Garne Im etwa 15,0%. Aus den so behandelten Garnen und tinem gewöhnlichen Nm 54-Garn wurden zwei PuIlftver hergestellt. Der aus den behandelten Garnen gestrickte Pullover fühlte sich sehr weich an im Vergleich zu einem aus gewöhnlichem Garn gestrickten Pullover und ließ sich gleichmäßig färben.

Beispiel 2

Pulyacrylnitrilfasergarne (75 Denier, 38 Faser) wur den auf einen Rahmen aufgebracht und zwei Stunden bei 25"^JC in eine 92,5°/,^ wäßrige Dimethylformamidlösung getaucht. Dann wurden die Garne mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewicht des Garns verminderte sich hierbei um 7,3%· ^Ein durch Wirken dieses Garnes hergestelltes Trikot wies einen seidenartigen Glanz und Griff auf und ergab beim Färben keine ungleichmäßigen Stellen.

F i g. 2 stellt eine Elektronenmikroskop-Photograp'iie der Oberfläche eines gewöhnlichen Garns und F i g. 3 eine Elektronenmikroskop-Photographie des behandelten Garns dar. Aus diessn Photographien ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Behandlung eine Verringerung des Faserdurchmess^rs eintrat und" die Faseroberfläche abgeschält wurde.

Beispiel 3

Gesponnene Polyacrylnitrilfassrgarne (Einzelgarn Nm 52) wurden 6 Minuten bei 20⁰C in wäßrige Natriumthiocyanatlösungen der in de· folgenden Tabelle aufgeführten Konzentrationen eingetaucht und dann mit Wasser gewaschen und getrocknet. Die Gewichtserringerungen der Garne sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Die gesponnenen Garne B und C waren weicher als nichtbehandeltes Garn; Garn A wies keine Veränderung hinsichtlich der Weichheit auf, und Garn D wurde äußerst har;. Die durch Wirken der Garne B und C hergestellten Trikots wiesen einen seidenartigen Glanz und Griff auf und gaben beim Färben keine ungleichmäßig gefärbten Stellen. Ein aus Garn A hergestelltes Trikot wies die gleichen Eigenschaften wie ein aus nicht behandeltem Garn hergestelltes Trikot

ίο auf. Beim Wirken des Garns D trat oft ein Brechen des Garns auf und das aus Garn D hergestellte Trikot wies einen harten Griff auf und ergab beim Färben viele ungleichmäßig gefärbte Stellen. Das aus dem Garn D hergestellte Trikot war somit unbrauchbar.

Beispiel 4

ao Ein glatt gewebtes Tuch aus gesponnenen Fasergarnen (Zweifachgarn Nm 80) wurde 1 Stunde bei 15°C in eine 48,0%ige wäßrige Natriumthiocyanat-Iösung getaucht, wobei das Gewebe manchmal in der Lösung hin- und herbewegt wuid;. Dann wurde das

»5 Gewebe mit Wasser gewaschen und getrocknet. Bei dieser Behandlung ergab sich eine 12,7%ige Gewichtsverringerung bei dem Gewebe; das Gewebe wies einen weichen Griff auf.

Beispiel 5

Ein glatt gewebtes Tuch aus Polyacrylnitrilfasergarnen von 100 Denier (nicht gezwirnte Garne) wurde 10 Minuten bei 50°C in eine 71,0%ige Schwefelsäurelösung getaucht und das Tuch während dieser Zeit ununterbrochen hin- und herbewegt. Anschließend wurde das Tuch mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewicht des Gewebes verringerte sich bei dieser Behandlung um 23,0%. Das so behandelte Gewebe wies einen seidenartigen Griff und Glanz auf und war drapierbar. Beim Färben traten keine ungleichmäßig gefärbten Stellen auf.

	Tabelle 1	Prozentuale Gewichtsverri ngerung
Garn	Konzentration des Natriumthiocyanats	0% 2,4% 32,0% 10,3%
A B C D	43.0% 45,5 % 50,2% 51,5%

Beispiel 6

Aus Polyacrylnitrilfasergarnen von 40 Denier (nicht gcz.virnte Garne) hergestellte Tuche wurden 5 Minuten bei 20³C in wäßrige Salpetersäurelösungen der in der folgenden Tabelle 2 aufgeführten Konzentrationer eingetaucht, anschließend mit Wasser gewaschen unc getrocknet. Der prozentuale Gewichtsverlust tni du anderen Eigenschaften des Gewebes sind in der fol genden Tabelle aufgeführt.

Tabelle 2

Symbol
für das Gewebe

Konzentration
der Salpetersäure

Prozentuale
Gewichtsverringerung

Weichheit

Richtung ■ Richtung
der Kette des Schusses

Reißfestigkeit

Richtung ; Richtung
der Kette des Schusses

A
B
C

47,0%
50,0%

52,0%
nicht behandelt

23,0%
7,0%

2.23
16.4
1.04

2,21

4,01
8,5
2,11
4,01

1.37 kg
1,42 kg
1.20 k»
1.36 ks

1.54 ka
1,60 kg
1,34 kg
1,52 kg

109 551/48

1854

Bei Gewebe C trat zwar eine Gewichtsverringerung auf. das Gewebe wurde jedoch härter als das nicht behandelte Gewebe und war daher außerhalb der erfindungsgemäßen Bedingungen. Das Gewebe C wurde erfindungsgemäß behandelt und wies einen seidenartigen Griß auf.

Beispiel 7

Polyacrylnitrilwirrfaser (3 Denier und Schnittlänge 50 mm) wurde 1 Stunde bei 10^:C in eir.e 93.0°/₀ige wäßrige Dimethylsulfoxydlösung getaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das· Gewicht der Wolle verringerte sich hierbei um 8.0%. Der Young-Modiil der Fasern der Rohfaser betrug 374 kg/mm* und derjenige der behandelten Fasern 405 kg/mm².

Beispiel 8

Ein Decjine-Stoff wurde hergestellt unter Verwendung von Polyacrylnitrilfasergarnen von 40 Denier (200 U/m S Zwirngarn) als Kette und 75 Denierfasern (1500 U/m S Zwirngarn und Z Zwirngarn) als Schuß. Nach dem Spülen und Kreppen wurde 30 Sekunden bei 130^cC wärmegehärtet. Dieser Stoff wurde 60 Minuten bei 50°C in eine 52.G%ig<t wäßrige Zinkchloridlösung getaucht, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewicht des so behandelter Stoffs verringere sich hierbei um 12,O°/o. und der Stoff wies einen hervorragenden seidenartigen Griff £iuf. In der folgenden Tabelle 3 sind die Eigenschaften des behandeltet Stoffs und eines nichtbehandelten Stoffs gegenübergestellt.

	Tabelle	14,1 2,0	3	Knitterfestigkeit Richtung der Kette -f- des Schusses	Reißfestigkeit Richtung ; Rieht jng der Kette '■ des Schusses	I I 1.36 kg 1,25 kg
	Weichheit Richtung | Richtung der Kette , des Schusses		2110C 193° C	1,51 kg 1,34 kg
Behandelter Stoff Kichtbehandelter Stoff.	7,3 3,7

Die Weichheit der Tuche gemäß den Tabellen 2 und 3 wurde nach ASTM Dl388-64, gemessen. Je größer der hierbei gemessene Wert ist, desto größer ist die Weichheit. Die Knitterfestigkeit wurde durch den Knittererholungswinkel gemäß dem Verfahren AATCC 66-1959T gemessen. Je größer de:· gemessene Wert ist, desto besser ist die Knitterfestigkeit. Ferner ist die Reißfestigkeit um so höher, je größer dieser Wert ist.

Beispiel 9

Ein Tuch wurde aus Polyacrylnitrilfasergarnen von 75 Denier (etwa 400 U/m S Zwingarn) als Kette und Polyacrylnitrilfasergarnen von 75 Denier (etwa 600 U/m S Zwirngarn wurde etwa 600 U/m in Form eines zweifach gefalteten Garns Z-gezwirnt) als Schuß hergestellt. Dieses Tuch wurde 20 Minuten bei 10° C in eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 50,0% Salpetersäure und 0,5% Harnstoff unter ununterbrochenem Hin- und Herbewegen eingetaucht und dann mit Wasser gewaschen und getrocknet !Das Gewicht des so behandelten Gewebes verringerte sich hierbei um 6,2%· D^er Griff des Gewebes war seidenartig und es traten keine Ungleichmäßigkeiten beim Färben auf.

Beispiel 10

Ein Mischgewebe aus 70,0% Polyacrylnitrilfasern und 30,0% Polyesterfasern wurde 3 Stunden bei 30'C in eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von 95,0% Äthylencarbonat und 1.0% Polyvinylalkohol eingetaucht, anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewicht des so behandelten Gewebes verringerte sich hierbei um 4,2%. und das so behandelte Tuch wies einen weichen Griff auf

wäßrige Lösung von Dimethylsulfoxid eingetaucht, anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewicht des so behandelten Gewebes verringerte sich um 6,2%. Das Gewebe wies einen seidenartigen Griff und feinen Glanz im Vergleich zu einem nichtbehandelten Gewebe auf.

Beispiel 11

Ein Twill aus Polyacrylnitrilfasergarnen von 75 Denier als Keite und Viskoserayongam von 75 Denier als Schu3 wurde 40 Minuten bei 5^C in eine 93,0%ige

Beispiel 12

Ein Glattgewebe aus Modacrylfasern (Tiinzelearn Nm 48) [60% Acrylnitril und 4C% Vinylchlorid] wurde 1 Minute bei 20° C in rine 98,0%ige wäßrige Dimethylformamidlösung eingetaucht, anschließend mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewicht des so behandelten Gewebes verringerte sich hierbei um 8,0%.

Beispiel 13

Ein Pullover wurde durch Wirken von gekräuseltenr Garn aus konjugiertem Polyacrylnitrilfasergarn mi verschiedenen Mischpolymerenbestandteilen (75 De nier) hergestellt. Der gewirkte Gegenstand \vurd< 1,5 Minuten bei 20° C in eine 95,0%ige wäßrige Lö sung von Dimethylformamid eingetaucht, anschließenc mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das Gewich des so behandelten Gegenstands verringerte sich un 30,0%. Der Gegenstand wies einen verfeinerten seiden artigen Griff, Glanz und Drapierfähigkeit auf.

Beispiel 14

Ein Glattgewebe aus Polyaerylfasergarnen voi 150 Denier wurde 30 Minuten bet 70"¹C in eine Lö sung mit einem Gehalt von 94,3% Dimethytacetamii und 0,3% Polyäthylenglykol (durchschnittliches Mc lekulargewicht 1000) eingetaucht, anschließend mi Wasser gewaschen und getrocknet. Bei dieser Behänd lung verringerte sich das Gewicht des Gewebes ι ■ 10,4%, und das so behandelte Gewebe wies eine seidenartigen Griff im Vergleich zu einem nichi behandelten Tuch aui.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbessern der Eigenschaften von Polyacrylnitrilfasern, dadurch gekenn· zeichnet, daß man die Polyacrylnitrilfasern mit einem üblichen, verdünnten Lösungsmittel für diese Fasern behandelt, dessen Konzentration gröfler als die zur Faserquellung erforderliche Kon« lentration und gleichzeitig kleiner als diejenige Konzentration ist, bei welcher die Quellgeschwiniigkeit an der Faseroberfläche gleich der Auflösungs- oder Dispergiergeschwindigkeit dei gequollenen Oberflächenschicht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet, daß die Polyacrylnitrilfasern mit dem »s

verdünnten Lösungsmittel für diese Fasern 3 Minuten bis 3 Stunden oder bis zu einer prozentualen Gewichtsverringerung der behandelten Fasern von 2 bis 3O°/o behandelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyacrylnitrilfasern mit einer wäßrigen 91,7- bis 95,3%igen Dimelhyliormamidlösung bei 25⁰C oder 95,0- bis 98,5^O/_Oigen Dimethylacetamidlösung bei 50° C oder 89,5- bis 96,7°/_oigen Dimethylsulfoxidlösung bei 25°C oder 44,6- bis 5O,7°/_Oigen NatriunUhiocyanatlösung bei 25° C oder 54,4- bis 57,7°/_oigen Zinkchloridlösung bei 25°C oder 69,5- bis 71,5°/₀igen Schwefelsäurelösung bei 25° C oder 49,2- bis 51,3%igen Salpetersäurelösung bei 25° C behandelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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