DE2340627C3 - Verfahren zur Herstellung von gekräuselten gepfropften Fasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von gekräuselten gepfropften Fasern mit besseren Eigenschaften.

Bekanntlich wurden zahlreiche Verfahren zur Ver rninderung bzw. Beseitigung der Nachteile der synthetischen Fasermaterialien, vor allem zur Erhöhung der ungenügenden Elastizität und der geringen Wasserkaugfähigkeit bzw. Hydroskopizität, zur Verminderung des matten seidigen Glanzes und zur Verbesserung des Griffes der Waren, entwickelt. Auch die Kräuselungsverfahren gehören zu den für diesen Zweck angewandten Verfahren. Von den letzteren sind die folgenden die wichtigsten:

a) In der ersten Stufe des in klassischer Weise durch Verdrillen durchgeführten Kräuselungsverfahrens wird die Kunstseide verdrallt. dann wird die verdrallte Kunstseide mit gesättigtem Dampf behandelt und in dieser Weise das Verdrallen heißfixiert. Daraufhin wird die Faser in die Grundstellung zurückgedreht; dann verbleiben die im verdrallten Zustand fixierten Wellen in den Fasern, in der letalen Stufe werden zwei in entgegengesetzter Richtung verdrallte Fasern verzwirnt. Die Leistungsfähigkeit bzw. Produktivität dieses Verfahrens ist sehr gering, weswegen es heutzutage kaum mehr angewandt wird.

b) Nach eiern durch Falschverdrallen durchgeführten Kräuselungsverfahren wird die zwischen zwei Einspann- bzw. Angriffsstellen zetiweilig festgehaltene Faser mittels einer falschverdrallenden Spule mit einem Scheindrail versehen, worauf der im verdrallten Faserteil vorhandene Drall durch Wärmezufuhr fixiert wird. Die Leistungsfähigkeit dieses Verfahrens ist schon groß, es hat jedoch den Nachteil, daß die Elastizität der gebildeten Faser bzw. die Kräuselung der Elementarfaser geringer ist.

c) Nach dem Falschdrehstabilisierverfahrcn werden die durch Falschverdrallen gekräuselten Fasern einer zweiten Heißfixicrung unterworfen. Dieses Verfahren wird hauptsächlich bei Polyamid- und Polyesterfasern angwandt. Sein Nachteil besteht darin, daß diese Faserarten nur zur Herstellung von keine höhere Elastizität beanspruchenden Produkten geeignet sind.

d) Beim Durch Stauchen durchgeführten Kräusclungsverfahren wird die mehrfädrige laser in ein geheiztes Metallrohr eingepreßt, in welchem die Fasern zusammengestaucht werden und eine Zickzackform annehmen; diese Form wird dann in der Faser fixiert. Der Nachteil dieses Verfahren ist. daß die hergestellte Faser eine äußerst geringe Elastizität aufweist.

e) Das über Kanten kräuselnde Verfahren ist äußerst einfach. Es besteht darin, daß die Fasern mit einer bestimmten Geschwindigkeit über die Kante einer geheizter Klinge geleitet werden; auf die Wirkung dieser Maßnahme hin verändert sich die Molekülstruktur in einem Teil des Faserquerschnittes und die Fasern erhalten dadurch eine Neigung zu· Abrundung. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist jedoch. daß sich kein Kräuselcharakter ausbildet und die Kräuselung nur durch einen am Endprodukt durchzuführenden besonderen Arbeitsgang zu er reichen ist.

f) Beim durch Lufteinblasen durchgeführten Kräuselungsverfahren wird mehrfädige Seide durch einen Metallkanal durchgeleitet, wobei die Elementarfasern durch Aufblasen von Luft unter hohem Druck zerzaust bzw. gewirkt werden. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die erhaltenen gekräuselten Fasern nicht elastisch sind und daher ihr Anwendungsgebiet begrenzt ist.

g) Beim sogenannten »HB-Verfahren« werden die aus einem Gemisch von nicht geschrumpften und geschrumpften Fasern in verschiedenen Verhaltnissen gesponnenen Fäden in Strähnform einer nassen Behandlung unterwerfen, wobei die in der Achse des Fadenkörpers befindlichen nicht geschrumpften Fäden schrumpfen. Dadurch erhalt der Faden eine der Kräuselung der Wolle ähnliche Kräuselung Die so erhaltener. Fäden werden 111? Schrifttum auf Grund des englichen Ausdruckes »High-Bulk« bzw. des deutschen Ausdruckes »Hochbausch« als »HB-Fäden« bezeichnet. Ein Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß es selbst bei genauem Einhalten der verfahrenstechnischen Parameter sehr schwer ist, ein in demselben Maße gekräuseltes und ein homogenes Farbaufnahmevermögen aufweisendes Produkt herzustellen.

h) Nach dem sogenannten »Knit-deknit«-Verfahren wird aus der zu kräuselnden synthetischen Seide mittels einer Rundstrickmaschine von geringem Durchmesser ein Schlauch gestrickt. Dieser Schlauch wird gleichzeitig mit dem Stricken durch trockene heiße Luft (mit einer Temperatur von 170 bis 210⁰C) oder nach dem Stricken durch gesättigten Dampf in einem Autoklaven heißfixiert und dann zurückgewickelt. Die in dieser Weise erhaltenen Fasern weisen eine spezielle Kräuselung auf. Ein Nachteil des Verfahrens ist die komplizierte Art der Wärmebehandlung; ferner kann die Gleichmäßigkeit der Wärmewirkung, die zur BiI-dung eines homogenen Produktes erforderlich ist.

nur schwer sichergestellt werden,. i) Ein unlängs eingeführtes Kräuselungsverfahren besteht darin, daß die zu behandelnde synthetische Seide zwischen geheizten Zahnrädern geführt und der durch die ineinandergreifenden Zahnräder ausgebildete gekräuselte Zustand /.wischen auf 180 bis 190¹C geheizten Zylindern fixiert wird. Der durch dieses Verfahren erreichte Kräuselungsgrad ist jedoch nur gering.

Zusammenfassend ist festzustellen, daß bei allen bekannten Verfahren die auf mechanischem Wege erzeugte Verformung im wesentlichen durch Wärmewirktinc fixiert wird. Die bekannten Verfahren haben den

gemeinsamen Nachteil, daß so ausschließlich nur thermoplastische Fasern gekräuselt werden können und daß keines dieser Verfahren gleichzeitig rnii der Kräuselung eine weitere Eigenschaft dem Produkt zu verleihen vermag. Die durch die bekannten Verfahren erzeugten Produkte sind chemisch den unbehandelten Produkten gleich, weil sich in ihnen nur die Lage der Wasserstoffbindungen verändert hat, d. h. keines der bekannten Kräuselungsverfahren gleichzeitig mit der Kräuselung die chemische Zusammensetzung der Fa- to sern zu modifizieren und dadurch weitere neue günstige Eigenschaften auszubilden vermag.

Eine gute Zusammenfassung der der heutigen Technik angehörenden Verfahren ist in ClBA Rundschau. Heft 3,1965, S. 28 bis 41 gebracht.

Aufgabe der Erfindung ist das Vorsehen eines Verfahrens, welches die Kräuselung sowohl von thermoplastische Eigenschaften aufweisenden synthetischen Fasern als auch von Fasern pflanzlichen und tierischen Ursprunges sowie ferner von regenerierten Fasern und gleichzeitig die Verbesserung zahlreicher Ligensehaflen der Fasern bzw. die Ausbildung vorteilhafter neuer Eigenschaften in den Fasern ermöglicht.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß diese Aufgabe restlos gelöst werden kann und die durch Pfropfung erhaltenen Fasern gekräuselt sind und sogar «uch ihre andere Eigenschaften sehr günstig beeinflußt werden können, wenn vor der Pfropfstufc der bekannten Pfropfarbeitsfolge die Grundfaser oder die Grundfasern in einen entsprechend verformten Zustand überführt werden und dann die so im verformten Zustand erhaltenen Fasern der Pfropfung unterworfen werden. So wird zugleich die Kräuselung von keine thermoplastischen Eigenschaften aufweisenden Käsern, /. B. von Viskose- und Baumwollfasern, und gleich/eilig die Ausbildung von neuen und dauerhaften vorteilhaften Eigenschaften ermöglicht.

Obige Aufgabe wird bei enem Verfahren zur Herstellung von gekräuselten gepfropften Fasern mit besseren Eigenschaften durch Verformen der Grundfaser dem gewünschten Maß der Kräuselung entsprechend, erfindungsgemäQ' dadurch gelöst, daß nach dem Verformen der Grundfaser diese in an sich bekannter Weise gepfropft wird.

Nach einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Grundfascr /u einem schlauchförmigen Zwischenprodukt gestrickt sowie dieses gepfropft und dann zu Faser zurückgeformt.

Die wichtigsten Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wie folgt:

a) Das durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte gepfropfte Produkt behält seinen verformten, beispielsweise gekräuselten, Zustand und kann gleichzeitig auch /leue Eigenschaften, beispielsweise eine erhöhte Wassersaugfähigkeit und ein besseres Wasserhaltevermögen, eine bessere Färbbarkeit, eine erhöhte Lichtechtheit und Wetterbeständigkeit, einen höheren Schmelzpunkt, eine teilweise oder vollkommene Beseitigung der Thcrmoplastizität, eine erhöhte Fäulnisbeständigkeit und Verkohlung statt Schmelzens unter Einwirkung einer Flamme, erhalten.

b) Die Möglichkeit einer wesentlichen Erhöhung der Wassersaugfähigkeit und des Wassern.ihevermogens ist besonders bedeutungsvoll, weil dadurch ⁽'5 die bekleidungsphysiologischen Eigenschaften !<m gekräuselten synthetischen Fasern bzw. der .ins ihnen erzeueten Produkte auf den gleichen Stand wie der Naturfasern gebracht werden können Dies ist von unschätzbarer Bedeutung vom Standpunkt sowohl der Kunstfaserindustrie als auch der TeAtilindustrie, weil es dadurch möglich wurde, aus gut behandelbaren und wohlfeilen synthetischen Fasern solche Textilien und Kleidungsstücke, deren Wassersaugfähigkeit und Wasserhaltevermögen gleich oder besser sind als die der beispielsweise aus Baumwolle hergestellten Produkte, zu erzeugen.

c) Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine wesentliche Erweiterung des Anwendungsgebietes der behandelten Materialien sowie die Kräuselung und gleichzeitige Veredelung nicht nur der synthetischen Fasermaterialien, sondern auch der Fasern tierischen oder pflanzlichen Ursprunges und der regenerierten Fasern, beispielsweise von Viskosefasern.

d) Die durch das erfindungsgemäße Verfahen hergestellten Produkte sind solche gegenüber dem ursprünglichen Material sich als chemisch neues Material erweisende gekräuselte Copolymere, welche dem gewünschten Anwendungsbereich entsprechende neue günstige Eigenschaften haben.

e) Das Verfahren ist durch eine geringe Umänderung der bekannten Maschinen der Textilindustrie durchführbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele naher erläutert.

Beispiel 1

Es wurde mit einer Rundstrickmaschine aus 100 g mchrfädiger endloser Polyamidfaser (Polyaniid-b) von 50 deciiex ein Schlauch gestrickt und dieser dann mittels einer Kobalt-60-Strahlungsquelle bei einer Dosenkapazität von 150 rad/Stunde mit einer Dosis von 2 Mrad bestrahlt. Der bestrahlte Schlauch wurde in 4 1 einer 90 bis 98"C heißen 5% Acrylamid enthaltenden wäßrigen Lösung getaucht und 2 Stunden lang in dieser langsam bewegt. Daraufhin wurde der Schlauch mit Wasser gespült und abgewickelt. So wurde ein Produkt mit erhöhter Kräuselung und einem Glcichge°wichtsfeuchtigkeitsgehalt von 8 bis 10% erhallen. Nach dem Schleudern hatte es einen Restwassergehalt von 35 bis 36%.

Beispiel 2

Es wurde aus 100 g mchrfädiger endloser Viskosefaser mit einer Feinheit von 100 dccitex ein Schlauch gestrickt, der dann nach Beispiel 1 bestrahlt wurde. Der bestrahlte Schlauch wurde in einer 6 gewichtspro/eniigen wäßrigen Lösung von Monomcthylolacrylamid 1'/: Stunden lang bei 95 bis 97' C unter langsamem Rühren behandelt und dann mit Wasser gespült. Nach dem Trocknen wurde das Produkt I Minute lang "' trockener ! uft einer Wärmebehandlung bei IbO'C unterworfen. Dann wurde der Schlauch abgewickelt und die erhaltene Faser wurde /uv Weiteis erwendung aufgespult.

Das erhaltene Produkt war fäulnisboMändig. An. in leuchter Trde vergrabenen Produkt konnten selbst nach 4 Wochen keine Spuren von Fäulnis oder Versehimiiielunj: beobachtet werden. Die in feuchtem Zustand fjenies-eiie Reifestigkcit des Produktes war um mindestens 3% höher als die der unbehar.delten Ausgangsfasern.

Beispiel 3

Es wurden 100 g mehrfädige endlose Polyesterseide mit einer Feinheit von 80 decitex zu einem Schlauch gestrickt und dann wurde der Schlauch ^{/i Stu ;de lang unter einem Druck von 1,6 at gekocht, um die verbliebenen Hüfsstoffe von seiner Oberfläche zu entfernen. Daraufbin wurde der feuchte Schlauch bei einer Dosenkapazität von 200 000 rad/Stunde mit einerStrahlungsdosis von 3 Mrad bestrahlt. Der bestrahlte Schlauch wurde in einer 10 gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung von Methacrylsäure bei einem Flottenverhältnis von 1:51 Stunde lang unter Rückfluß gekocht. Das Produkt wurde nach dem Spülen getrocknet, dann wurde der Schlauch abgewickelt und die so erhaltene Faser wurde aufgespulf.

Beispiel 4

20

Es wurde aus 50 g mehrfädigen endlosen Polyamidfatern (Polyamid-6) mit einer Feinheit von 30 decitex mehrfädiger Zwirn erzeugt. Der Zwirn wurde zur Strähnform gewickelt und dann wurde der Strähn in fine Lösung von Methanol, Wasser und Acrylnitril in einem Volumenverhältnis von 75 : 20 : 5 bei einem Flotlenverhältnis von 1:15 gelegt. Der Strähn wurde in der Flotte bei Zimmertemperatur mit einem magnetischen Rührer in Bewegung gehalten und gleichzeitig bei einer Dosenkapazität von 250 000 rad/Stunde mil einer Strahlungs osis von 3,5 Mrad bestrahlt. Danach wurde #er Strähn abgespült und getrocknet, der Zwirn wurde iusgewickelt jnd die ursprünglichen Fäden wurden tinzeln aufgespult.

Das so erhaltene Produkt schmolz unter Wärmeeinwirkung nicht, sondern wurde verkohlt, jedoch bei finer wesentlich höheren Temperatur als der Schmelzpunkt des unbehandelten Produktes.

Beispiel 5

Es wurde aus aus gebleichter Baumwolle erzeugten Fäden der Feinheit Nm 34 ein Schlauch gestrickt und dann wurde der Schlauen in ein Gemisch von Methanol, Wasser und Styrol in einem Volumverhältnis von 80 : 15 :5 bei einem Flottenverhältnis von 1 :20 gelegt und bei Zimmertemperatur unter Rühren mit einei Strahlungsdosis von 1,5 Mrad bestrahlt. Daraufhin wurde der Schlauch abgespült, getrocknet, abgewickelt und aufgespult.

Die so erhaltenen gekräuselten Fasern waren auch mit Farbstoffen färbbar, die sonst zum Färben von Baumwolle nicht verwendbar sind. Eine weitere vorteilhafte Eigenschaft des Produktes besteht darin, daß es an Kunststoffbreie besser haftet ah die unbehandelie Baumwolle. Dies ist bei der Kunstlederherstellung be sonders vorteilhaft. Das Produkt war gegen Verschimmelung und Fäulnis wesentlich beständiger als die Ausgangsbaumwolle.

Beispiel 6

Es wurde aus aus 100 g geschnittenen Polyprop>lenfasern erzeugten Fäden der Feinheit Nm 34 ein Schlauch gestrickt und dieser wurde dann in ein Gemisch von Toluol und Acrylsäure in einem Volumverhältnis von 90 : 10 bei einem Flottenverhältnis von 1 : 20 eingetaucht. Das Ganze wurde mit einem magnetischen Rührer bewegt und dabei wurde 0,5% Lauroylperoxyd (bezogen auf das Gewicht des Gemisches) zugesetzt. Danach wurde langsam auf 50^cC erwärmt und diese Temperatur 20 Minuten lang gehalten. Dann wurde der Schlauch gewaschen, getrocknet, abgewickelt und aufgespult.

Das so erhaltene gekräuselte Produkt war wassersaugfähig bzw. hygroskopisch; sein Gleichgewichts feuchtigkeitsgehalt r etrug 8,0 bis 8,5%.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von gekräuselten gepfropften Fasern mit besseren Eigenschaften durch Verformen der Grundfaser dem gewünschten Maß der Kräuselung entsprechend, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Verformen der Grundfaser diese in an sich bekannter Weise pfropft.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß man die Grundfaser zu einem schlauchförmigen Zwischenprodukt strickt sowie dieses pfropft und dann zu Faser zurückformt.