196635. lajstromszámú szabadalom • Csökkentett éghetőségű igen fényes, akrilnitril-bázisú módosított szálak nedves fonás útján való előállítására szolgáló polimer-keverék
1 196 635 2 A találmány tárgya csökkentett éghetőségű, igen fényes, akrilnitril-bázisú módosított szálak nedves fonás álján való előállítására szolgáló polimer-keverék. A találmány szerinti polimer-keverékből olyan új, akrilnitril-bázisú módosított szál (a továbbiakban az egyszerűség kedvéért „modakrilszál”-nak fogjuk nevezni) állítható elő, amelynek csökkentett az éghetőségc és ugyanakkor nagy mértékben fényes marad még úgynevezett hidrotermális kezeléseket, azaz például vízben végzett forralást, festést vagy gőzölést követően is. „Modakrilszál” alatt egyébként olyan szálat értünk, amelynek akrilnitril (továbbiakban rövidítve: ACN) tartalma 50 tömeg % és 85 tömeg % közötti. Az 1 059 385 számú nagy-britanniai leírásban olyan szálakat ismertetnek, amelyek egy tercier kopolimcrbö! állnak és ennek egyik lehetséges, kis mennyiségű komonomere akrilamidobenzolszulfonsav. A leírás azonban nem említi, hogy az akril - amido - benzolszulfonsav felhasználható lenne biner kopolimcrckbcn, akrilnitrillcl kopolimcrizálvn, illetve hogy bármiféle hatása lenne, eltekintve a fcsthclöség javításától. A szokásos akrilszálak jelentős mértékű éghetőségének csökkentésével kapcsolatban az utóbbi években jelentkező egyre kifejezettebb igényre tekintettel az adrilszálakat gyártó cégek kísérleteket folytattak csökkent éghetőségű, de ugyanakkor a szokásos szálak előállítására alkalmazott berendezések és eljárások felhasználásával gyártható szálak kidolgozására, és e kísérletek során a vázolt probléma megoldására jutottak egy bizonyos ideje már a klasszikus modakrilszálak gyártásában használt monomerek használata útján. Az ilyen monomerek közül a leginkább megfelelő és igen könnyen beszerezhető a vinilidén-klorid. Tekintettel arra azonban, hogy a szálnak lánggal szemben mutatandó kielégítő ellenállóképessége biztosítása céljából a szálkészítésre használt kopoiimerben az említett kemonomerí tekintélyes mennyiségben szükséges használni, használata a szál opak külsejéhez vezet, különösen ha a szálat olyan nedves fonási eljárással állítják elő, ahol koaguláló fürdőként víz és dimetil-formamid elegyek használják. Következésképpen az így kapott szálnak nem megfelelő a kereskedelmi értékesítés szempontjából szükséges fényessége és festékfelvétele. Ismeretes továbbá az is, hogy poliakrilnitril-bázisú szálak bázikus festékekkel szembeni affinitása lényegesen növelhető úgy, hogy a szálakba szulfonsavcsoportokat tartalmazó komonomereket juttatunk be, amely csoportok egyébként nedves fonási eljárás esetében a fényes szál előállíthatóságának lehetőségét is növelik. Lehetetlen azonban képződésük után fényes és e fényességet nedvesség jelenlétében végzett hőkezelés után is megtartó modakrilszálak előállítása terner kopolimerizálás, azaz olyan kopolimerizálás útján, amikor a szulfonsavesoportoí tartalmazó monomert és vinilidén-kloridot egyidejűleg használjuk akrilnitrillel való kopolimerizálásra, különösen akkor, ha 26 %-nál nem kisebb LOI-indcxü szál clöállíthatóságához szükséges mennyiségű vinilidén-kloridot használunk, illetve ha a koaguláló fürdő víz és dimetil-formamid (továbbiakban rövidítve: DMF) elegye. Az LOI-index („Limiting Oxygen Index”) jelzi a levegőnek azt a minimális oxigéntartalmát, amely a termék kigyulladásához szükséges az ASTM-D 2863- 70 amerikai egyesült államokbeli szabványban ismertetett kísérleti körülmények között. Csökkentett égheiőségünek tekintendők azok a termékek, amelyek I Ol-indexének értéke egyenlő vagy nagyobb 26-nál. Érthető tehát, hogy a kereskedelem rendkívüli mértékben érdeklődik csökkentett éghetőségű modakrilszál iránt, amelynek ugyanakkor egyidejűleg a) még hidrotermális kezelés(ek) után is kedvező a fényessége és fesíékfelvevő képessége; továbbá b) fiziko-textiliai jellemzői a lehető legközelebb ál?óak a normál akrilszá! megfelelő jellemzőihez. Azt találtuk, hogy ha a szulfonsavcsoportot tartalmazó komonomert nem juttatjuk be a szálba akrilnitril, vinüidén-kíorid és a szulfonált komonomer szokásos terner kopclimcrizálása útján, hanem egyébként ugyanolyan százalékos mennyiségben úgy juttatjuk az említett komonomert a szálba, hogy megfelelő arányí- an összekeverünk egy biner, ACN-ből és a szulfonált '< omonomerbol álló cs az utóbbit viszonylag nagy Mennyiségben tartalmazó kopolimert egy biner, /•iCN-ből és viníiidén-kioridból álló kopolimerrel, ak;?or olyan modakrilszál állítható elő, amely jóval fényesebb és így lényegesen kedvezőbb a festékfelvétele, mint a három telített komonomernek megfelelő rionomeregységeket pontosan azonos százalékos arányban tartalmazó megfelelő terner kopolimer fényessége és festékfelvétele, cs ugyanakkor a szál éghe; ellenséggel kapcsolatos jellemzője és más fiziko-texíiiiai jellemzői változatlanul maradnak. Azt találtuk továbbá, hogy a szálgyártásban felhasznált szulfonált komonomer homopolimerizálódási hajlama és a kapott szál fényessége, illetve festékíeivevő képessege között egy előre nem várható és eddig meg nem magyarázott korreláció figyelhető meg. Ezen utóbbi tulajdonságok akkor jelennek meg, ha olyan szulfonált monomert használunk, amelyet a továbbiakban a „szignifikáns mértékben homopolinerizálható” jelzővel illetünk. E jelző alatt azt értjük, ;ogy az adott szulfonált monomer 2 ■ IG'3 mól/ti'er ázó - hisz - izobúlironitri! (továbbiakban rövidítve: AIBN) jelenlétében 2- 10"1 mól/liter koncentrációban 6 mól/iiter vizet tartalmazó DMF-ben 67 °C-on órás polimerizációs idő mellett legalább 35-40 tömeg %-os konverzióval alakul át polimerré. Az említett polimerizációs hajlamot mutató monomerek egyik csoportját alkotják az akrilamido - alkán szulfonsavak sorába tartozó savak és származékaik, például alkáli- vagy alkáliföldfémsóik, továbbá ammóniával vagy más aminokkal alkotott sóik. E savak íz (I) általános képlettel jellemezhetők, amelyben R, hidrogénatomot vagy 1-4 szénatomos alkilcsoportot jelent, míg R2 jelentése hidrogénatom vagy ’ 4 szén•itomos alkil- vagy fenilcsoport. A fentiekben említett körülmények között 50 % fölötti konverzióval homopolimcrizaiodó s?u!íonált komonomerekre közelebbi példaként megnevezhetjük a (11) képletű 2 - nkrilamido - 2 - mell! - p opán.zulfonsav - nátriumsót. a (II!) fccpletű 2 - akdlaniido propánszulfonsavat és a (ÍV) képletü 2 - akdlamido ■ 2 - feni! - etánszulfonsaval. Mindazonáltal a találmány értelmében bármely szignifikáns mértékben bomopolimedzálhatc szJfo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
