DD139728A5

DD139728A5 - Bikomponentenfaden bzw.-filament aus polyamiden und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DD139728A5
Application number: DD78209018A
Authority: DD
Inventors: Claude Cerutti; Jean Goletto; Robert Habault; Yves Veginay
Original assignee: Rhone Poulenc Textile
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-11-10
Publication date: 1980-01-16
Also published as: US4302507A; IT7829633A0; AT365247B; GB2007588B; JPS5482429A; NL187644C; FR2408668B1; FR2408668A1; IT1100489B; GB2007588A; ATA806478A; IL55904A0; DE2848897A1; ES474990A1; CA1115474A; NL187644B; NL7811169A; JPS6149410B2; CH635620A5; BE871891A

Description

Bikomponentenfaden bzw. -filament aus Polyamiden

Die Erfindung betrifft Bikomponentenfaden bzw. -filamente ganz aus Polyamid, welche zu Wirkwaren mit einer sehr guten elastischen Rückstellung führen.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung solcher Bikomponentenfaden bzw₀ -filamente_β

Es ist bekannt, daß gewirkte Erzeugnisse, wie Strümpfe oder Strumpfhosen; während der verschiedenen Bewegungen des Beines wiederholten Zugbeanspruchungen ausgesetzt sind, so daß, wenn der gekräuselte Faden? aus dem sie bestehen, keine.hinreichend elastische Rückstellung aufweist, sich das Erzeugnis dehnt und beim Tragen deformiert und nicht mehr hinreichend am Bein anliegt«¹ Deshalb waren diese Strumpferzeugnisse bisher im allgemeinen mit einem Polyamidfaden, der nach der Falschdralltechnik texturiert war, konfektioniert,, v/as zu Gewirken mit einer befriedigenden elastischen Rückstellung führte? jedoch ist diese Texturierungstechnik kostspielige

Aus den FR-PS 13 31 188 und 89 390_? 16 00 923 und 20 23 ist es beispielsweise bekannt * Fäden bsw_e Filamente aus zwei Bestandteilen zu erzeugen« wovon der eine ein Homopo.lyamidj

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wie Polyhexamethylenadipamid und der andere ein binares oder ternäres Copolyamid iete Es ist jedoch bekannt, daß diese Fäden, obzwar sie eine gute Kräuselung besitzen, zu Gewirken führen, die entweder keine befriedigende elastische Rückstellung zur Konfektion von StrumpferZeugnissen aufweisen, oder eine solche Rückstellung nur nach einer Dampfbehandlung bei erhöhter Temperatur aufweisen«'

Aus der PR-PS 14 53 316 ist es auch bekannt, Fäden mit zwei Bestandteilen zu erzeugen, vom Typ "Seele-Umhüllung" oder "Seite an Seite", wovon einer der Bestandteile ein nicht elastomeres Polymeres ist, wie ein Polyamid oder Polyester und der andere ein elastomeres Polymeres, wie N-Alky!polyamid ist, dessen Herstellung kompliziert ist oder Polyester-Urethan, das gleichzeitig mit einem Polyamid oder Polyester schwierig zu verspinnen ist, aufgrund der schlechten thermischen Stabilität der Urethanbindung« _;

Schließlich sind aus dem GB-PS I4 55 186 Fäden mit mehreren Bestandteilen aus Polyamid bekannt, wovon einer der.Bestandteile ein Polyamid istg das ausgehend von üblichen Bildungs— bestandteilen für Polyamid in Gegenwart von 1 bis 25 Gew_e% einer Di- und/oder Tricarbonsäure mit mindestens 30 Kohlenstoffatomen oder ihrer Di- und/oder Triaminsalze erhalten wurde, jedoch weisen fast alle diese Fäden und insbesondere alle, welche gemäß den Beispielen dieses Patents erhalten wurden, zwar im allgemeinen eine ganz gute Kräuselung auf, führen jedoch zu Gewirken mit schwacher elastischer Rückstellung,· welche für Strumpferzeugnisse ungenügend ist«

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Ziel der Erfindung i3t die Bereitstellung eines Bikomponentenfadens, der zur Herstellung von Gewirken mit hoher elastischer Rückstellung geeignet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, geeignete Materialien und eine geeignete Form ihrer Kombination ausfindig zu machen«

Erfindungsgemäß wird ein Bikomponentenfaden bzw* -»filament hergestellt mit zwei über die gesamte Länge des Fadens bzw« Filaments endlosen Bestandteilen, der es ermöglicht, zu Gewirken mit hoher elastischer Rückstellung zu führen und der dadurch gekennzeichnet ist, daß einer der Bestandteile Polyhexamethylenadipamid ist und der andere Bestandteil ein Copolyamid ist, hervorgegangen aus Caprolactam und mindestens einem difunktionellen amidbildenden Reagens mit langer Kette, das im wesentlichen gesättigt und rein ist, und das einen aliphatischen oder cyloaliphatischen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest aufweist, der gegebenenfalls wenigstens eine Kohlenwasserstoffsubstitution trägt und aus wenigstens 20 Kohlenstoffatomen besteht, wobei dieses Reagens mit langer Kette entweder eine Disäure oder ein Diamin ist, in Form des untereinander oder mit einem anderen Diamin oder einer anderen gesättigten Säure gebildeten Salzes«

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung dieser Fäden bzw.. Filamente durch gleichzeitiges Extrudieren dieser beiden obigen Bestandteile durch die gleichen

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Öffnungen der Spinndüse in geschmolzenem Zustand und anschließendes Verstrecken des erhaltenen Filaments.

Das gemäß der Erfindung verwendete Oopolyamid stammt vorzugsweise von der Polykondensation von Caprolactam mit einem Salz einer Disäure oder eines Diamins mit langer Kohlenwasserstoff« kette mit einem anderen Diamin oder einer anderen gesättigten aliphatischen Disäure, deren Kohlenwasserstoffkette lang oder kurz sein kann« Man kann auch Copolyamid, hervorgegangen aus Caprolactam und einem Salz einer Disäure und eines Diamins._s . beide mit langer Kette, verwenden«, ·

Zur Herstellung des gemäß der Erfindung verwendeten Co~ Polyamids soll das Caprolactam 40 bis 80 Gew«/5 der Gesamt-» heit der eingesetzten Reagensien und vorzugsweise 50 bis 70 % betragend

Als Disäure mit langer Kohlenwasserstoffkette verwendet man im allgemeinen dimere Fettsäuren mit mindestens 22 Kohlenstoffatomen«, Diese Säuren resultieren von der Dimerisation von aliphatischen äthylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren mit mindestens 11 Kohlenstoffatomen_? wie Undecensäure* Dodecensäure_s Octadecensäure und so weiter oder ihre niedermolekularen Allylester«

Die bevorzugten Säuren sind die mono- oder polyolefinisch ungesättigten Säuren mit 18 Kohlenstoffatomen,, Als Octadecensäuren kann man die folgenden nennen; 4™0ctadecensäure, 5-Octadecensäure, S-Octadecensäure (Petroselinsäure), 7-Octadecensäure;, 8«0ctadecensäure_s cis~9~0ctadecensäure vinsäure)_? trana»9-"0ctadecensäure (Elaidinsäure) ₉ 11-Octadecensäure (Yaccensäure) ₉ 12~0ctadecensäure nsvn Als

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Octadeoadiensäuron kann man die folgenden nennen? 9»12-Octadecadiensäure (Linolsäure), 9?H-Octadecadienoäure, 10,12-Ootadecadiensäure, 12,15-Octadecadiensäure, usw_e Beispiele für Octadeoatriensäuren sind folgende: 9*12,15-Octadecatriensäure (Linolensäure), 6,9» 12-Octadecatriensäure, 9. 11_P13-Octadecatriensäure, 10,12,14-0ctadecatrlensäure, usw_e

In der Praxis stellt man die dimeren Säuren im allgemeinen durch Polymerisation von Gemischen von Säuren oder deren Methylestern, welche von natürlichen Ölen oder ähnlichen Materialien stammen, her.

Man verwendet vorzugsweise Linolsäure, die am leichtesten zur Verfügung steht,oder deren Gemische mit Ölsäure oder Linolensäure β

Man kann die äthylenisch ungesättigten Säuren unter Verwendung der bekannten katalytischen oder nicht-katalytischen Poly.raerisationstechn.iken polymerisieren* Wenn, man Wärme allein, verwendet, werden die mono-olefinischeh Säuren (oder ihre Ester) sehr langsam polymerisiert, während die poly-= olefinischen Säuren (oder ihre Ester) mit einem angemessenen Verlauf polymerisiert v/erden» Wenn die Doppelbindungen der poly-olefinischen Säuren in konjugierten Stellungen stehen, so ist die Polymerisation noch schneller» Man verwendet üblicherweise Katalysatoren^ die aus Tonen gebildet sind₉.um die Dimerisation der ungesättigten Säuren zu beschleunigen« Man v/endet im allgemeinen niedrigere Temperaturen an_s wenn man einen Katalysator verwendete

Die Polymerisation der- gewünschten äthylenisch ungesättigten

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Säuren ergibt relativ komplexe Produkte, welche üblicherweise einen überwiegenden..Anteil an dimerisierten Säuren enthalten und eine kleine Menge restlicher trimerer Säuren,

Derartige dimere Säuren haben eine mehr oder weniger komplexe Struktur, wie beispielsweise

R₁-COOH R₂-COOH

worin R., und Rp zweiwertige Kohlenwasserstoffreste sind und Ro und R. einwertige Kohlenwasserstoffreste darstellen. Je nach der Ausgangssäure enthält der Ring im allgemeinen eine Doppelbindung.

Wenn die dimeren Säuren noch eine oder mehrere Doppel- . bindungen enthalten, werden sie hydriert, um zu den entsprechenden gesättigten Disäuren zu führen.

Man erhält die dimerisierten Säuren in erhöhter Reinheit ausgehend von den Polymerisationsprodukten durch eine Destillation unter vermindertem Druck, Extraktion mit einem Lösungsmittel oder anderen bekannten Trennungsverfahren»

Um bei der vorliegenden Erfindung anwendbar zu sein, soll die entstandene Disäure vollständig oder fast vollständig gesättigt und möglichst rein sein*

Wenn nämlich der Reaktionsteilnehmer mit langer Kette ungenügend gereinigt ist, so kristallisiert das Copolyamid

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schlecht und der daraus gebildete Faden bzw· Filament mit zwei Bestandteilen kräuselt schlecht» Ebenso erstarrt das Polykondensationsmilieu zu einer Masse, wenn der Reaktionsteilnehmer mit langer Kette noch einige Doppelbindungen aufweist*

Eine bevorzugte Disäure mit langer Kette ist die Disäure mit 36 Kohlenstoffatomen, welche weniger als 3 % und vorzugsweise weniger als 1 % trimere Trisäure enthält, praktisch frei von Monosäure ist und vollständig oder fast voll~ ständig gesättigt ist. Produkte dieses Typs sind im Handel unter der Bezeichnung "Empol", verkauft von der Unilever Emery, IT.V. oder "Versadyme" hergestellt von General Mills Chemicals, Inc. verfügbar*

Die Diamine mit langer gesättigter.Kohlenwasserstoffkette werden beispielsweise ausgehend von den obigen dimeren Disäüren durch Einwirkung von 2 Mol Ammoniak pro KoI Disäure unter Bildung der Dinitrile und Hydrierung der Dinitri~ Ie zu Diaminen hergestellt* Ein dimeres Diamin dieses Typs ist im Handel unter dem Namen "Dimer Diamine 52 342% hergestellt von General Mills Chemicals, Inc. verfügbar.

Die Disäüren und die Diamine mit langer Kette v/erden in Salze untereinander überführt oder mit anderen gesättigten Diaminen oder Disäüren mit aliphatischer kurzer oder langer Kette in Salze überführt^ wobei man die folgenden Beispiele nennen kann; Für die Diamine das Hexamethylendiamin, das Dodecamethylendiamin und für die Disäüren Adipinsäure_} Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecardisäure*

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Zur Herstellung des Copolyamids kann man beispielsweise das Caprolactam zu einer Lösung des vorgebildeten Salzes aus Disäure und Diamin in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus Y/asser und Isopropanol oder Wasser und Caprolactam geben. In letzterem Falle dient das verwendete Caprolactam zuerst als Bestandteil des Lösungsmittels für das Salz und tritt dann in die Polykondensation ein» Es genügt dann, die Caprolactammenge einzustellen, um die gewünschte Zusammensetzung für das Copolyamid zu erhalten. Die Polykondensation wird bei etwa 270-275°C bewirkt.

Der erfindungsgemäße Faden bzw. das Filament aus zwei Bestandteilen ist entweder vom Seite- an-Seite-Typ oder vom Typ Seele-Umhüllung, welche während der gesamten Länge des Fadens exzentrisch angeordnet ist.

Die beiden Bestandteile können eine kleine Menge Modifiziermittel, wie Titanoxid, enthalten, um den Glanz des Fadens zu vermindern, Farbstoffe oder Pigmente, Produkte zur Verminderung der statischen Aufladung usw.

Die relativen Mengenverhältnisse der beiden Bestandteile betragen im allgemeinen 50/50 bezogen auf das Gewicht, obzwar auch andere Mengenverhältnisse angewendet werden können, ohne aus dem Bereich der Erfindung zu gelangen* So ergeben Mengenverhältnisse von 30 - 70 Gew.% eines jeden der Bestandteile ausgezeichnete Ergebnisse„

Für ein gegebenes Copolyamid ist die elastische Rückstellung im allgemeinen umso größer, je größer der Anteil des Bestandteils Copolyamid. in dem Faden mit zwei Bestandteilen i3t'_e Weiterhin können die Ergebnisse der elastischen Rück-

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Stellung für ein Copolyamid mit gegebener Zusammensetzung für ein gegebenes Mengenverhältnis des Bestandteils Copolyamid in dem Faden in beträchtlicher Weise mit der Eigenviskosität des Copolyamide variieren. Es besteht demnach ein Interesse, für ein Copolyamid gegebener Zusammensetzung mittels einfacher Versuche die angemessenste Zone der Eigenviskosität zu ermitteln« So führt beispielsweise ein Copolyamid mit 70 % Caprolactam und 30 % des Salzes der dimeren Säure (Enipol 1010) im allgemeinen zu guten Resultaten bei einer Eigenviskosität von mindestens O_s9.5 in einer sehr weiten Skala von Mengenverhältnissen der beiden Bestandteile, während es zu ungenügenden Resultaten für eine niedrigere Viskosität und für gewisse Mengenverhältnisse der Bestandteile führen würde«

Der Anteil des Bestandteils Copolyamid in dem Filament kann übrigens umso schwächer, sein, je höher sein Gehalt an Salz des Reaktionsteilnehmers mit langer Kette ist» Umgekehrt werden^ v^enn man ein Copolyamid mit schwachem Gehalt an Salz des Reaktionsteilnehmers mit langer Kette verwendet, die Ergebnisse umso besser? wenn seine Eigenviskosität nicht zu tief ist und der Anteil dieses Bestandteils in dem Faden umso größer ist, obzwar es keinen großen Vorteil bringtg die Menge von 50 Gew_O/S Copolyamid in dem Faden zu überschreiten«, .

Die Fäden bzw₆ Filamente gemäß der Erfindung werden durch gleichzeitiges Extrudieren der beiden Polymeren in geschmolzenem Zustand durch eine Spinndüse zum Verspinnen von Filamenten mit zwei Bestandteilen mit üblichen Mitteln erhalten» 'ITach dem Abkühlen werden die Fäden bzw« Filamente geschmelzt und ebenfalls durch bekannte Mittel verstreckt auf einen Y/eri;₅ der an die Spinnbedingungen je nach der ge-

2 O 9 Ό ι

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v/ünschten Restbruchdehnung für den endgültigen Faden gebunden

ist.^ä "?.'

Die erfindungsgemäßen Fäden bzw. Filamente sind für alle üblichen Anwendungsbereiche von gekräuselten Faden verwendbar· Sie v/erden insbesondere in der Strumpfwirkerei geschätzt und besonders bei der Erzeugung von Strumpferzeugnissen mit guter Elastizität*

Bei der Erzeugung von Strumpferzeugnissen ausgehend von bisher bekannten Fäden mit zwei Bestandteilen ganz aus Polyamiden werden die Erzeugnisse nach dem Wirken im allgemeinen einer Dampfbehandlung bei relativ hohen Temperaturen, beispielsweise in der Größenordnung von 120 C und vor dem Färben unterworfen. Diese Dampfbehandlung dient hauptsächlich dazu, um die Kräuselung des Fadens und somit die Elastizität des Erzeugnisses zu entwickeln, sowie die erforderliche Formbeständigkeit zu erzielen»

Überraschenderweise hat man entgegen jeder Erwartung festgestellt» daß eine Dampfbehandlung vor dem Färben der gewirkten Erzeugnisse aus den erfindungsgemäßen Filamenten im allgemeinen unnötig ist, da die Entwicklung der Kräuselung bei hinreichend niedriger Temperatur erhalten wird, so daß sie im Verlaufe des Färbens, welches im allgemeinen mittels Dispersions-Farbstoffen bei etwa 90 bis 95⁰C bewirkt wird, erfolgen kann«

Die Formbeständigkeit des unter diesen Bedingungen erhaltenen Erzeugnisses ist zufriedenstellend» Es handelt sich somit um einen wichtigen wirtschaftlichen Vorteil bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Filamente«; · .

0 18

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Es wurde daher festgestellt, daß die guten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Filaments verursacht sind durch die Zusammensetzung des letzteren aus einem Polyhexamethylenadipamid mit einem Copolyamid, hervorgegangen aus Caprolactam und mindestens einem Reaktionsteilnehmer mit gesättigter langer Kette mit mindestens 22 Kohlenstoffatomen in Form des Salzes.

Es ist besonders wichtig, daß alle zur Erzeugung des Polyamids und des Copolyamids verwendeten Reagenzien vollständig oder im wesentlichen vollständig gesättigt sind.

Insbesondere soll das verwendete Copolyamid im wesentlichen linear und von hinreichender Molekularmasse sein«

Die Reaktionsteilnehmer sollen daher nur difunktionell, d.fcu im wesentlichen Disäure, Diamin, Aminosäure oder Lactam sein, und darüber hinaus keine äthylenischen Doppelbindungen besitzen_y welche unter der Einwirkung der Temperatur zwischen den Ketten Brücken bilden könnten₀ ^;

Die Verwendung der Reaktionsteilnehmer mit langer Kette zur Herstellung des Copolyamids, welche diesen beiden Forderungen entsprechen, bringt, jedoch keinerlei Begrenzung weder hinsichtlich der eingesetzten Temperaturen, welche bis zu 300 C erreichen können_s noch hinsichtlich der Mengenverhältnisses welche sehr hoch sein könnenj mit sichj da das Salz des Reaktionsteilnehmers mit langer Kette unter Erzielung guter Resultate bei dem daraus gebildeten Faden in einer Menge von' 60 Gew«$ bezogen auf die Gesamtheit der das Copolyamid bildenden Reaktionsteilnehmer verwendet werden kann_s was etwa

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50 % des Reaktionsteilnehmers mit langer Kette in dem Copolyamid.entspricht. Dies ist interessant festzustellen} da gefunden wurde, daß die elastischen Rückstelleigenschaften, die besonders mit dem erfindungsgemäßen Faden erhalten wurden, umso höher sind, als das verwendete Copolyamid reicher ist an Reaktionsteilnehmer*! mit langer Kette·

Schließlich v/eist der erfindungsgemäße Faden keinerlei Neigung zum Abbau, sei es thermo-oxidierend oder photooxidierend auf.

Der gemäß der Erfindung erhaltene Faden weist, wenn er keinerlei weiteren Entwicklungsbehandlungen unterworfen wurde, ein glattes oder sehr schwach gekräuseltes Aussehen auf, was ein sehr bequemes Verwirken unter guten Bedingungen insbesondere mit höhere}'Geschwindigkeit ermöglicht. Dieser Faden eignet sich daher sehr gut im industriellen Kreislauf bei der Erzeugung von Strumpferzeugnissen sowie zur Erzeugung von anderen Wirkwaren und das Färben unter üblichen Bedingungen, bei etwa 90 - 95⁰G mit Kunststoff-löslichen Dispersionsfarbstoffen beispielsweise, bietet eine hinreichende thermische Behandlung, um eine gute Entwicklung der Kräuselung zu erzielen₍und führt zu Erzeugnissen mit hoher elastischer Leistungsfähigkeit, insbesondere elastischer Rückstellung^

Die elastische Rückstellung wird an den Strumpfhosenbeinen, welche auf einer Rundwirkmaschine von 4 Zoll Durchmesser mit 400 Nadeln konfektioniert wurden, gemessen. Das Strumpfhosenbein wird mit Klemmen auf der Höhe des Slips aufgehängt und man mißt die Länge L^ unter einer Belastung von 3 kg. Man hält diese Belastung 3 Minuten aufrecht, wonach sie entfernt und durch eine Belastung von 20 g ersetzt wird und man mißt

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die Länge L« unter der letztgenannten Belastung« Die elastische Rückstellung ist durch die Formel

L₁ -

gegeben« Diese Messung von Lp wird alle Minuten während 10 Minuten wiederholt, was zu einer Kurve der elastischen Rückstellung.wie in Fjjgur^J, angegeben, führt.

In dieser Figur sind nebeneinander in demselben Maßstab zwei Serien von Kurven A und B dargestellte

Die Kurven der A-Reihe. ·. wurden an Gewirken gemessen, welche bei 90-95⁰C mit Dispersionsfarbstoffen direkt nach dem Wirken ohne jede Zwischenbehandlung geinessen wurden»

Die Kurven der Reihe B wurden an Gewirken gernessen, die nach einer I

wurden«

einer Dampfbehandlung im freien Zustand bei 120 C_; gefärbt

Die Ficur 2 zeigt die Kurven der elastischen Rückstellung der Beispiele 2 bis 5*

die Kurven der elastischen Rückstellung der Beispiele 6 bis 8, und die Fij^ur^ zeigt diejenigen des Beispiels 9» wobei dann unter A die Werte für ein Gewirk, das ohne Dampfbehandlung gefärbt ist, angegeben sind und unter B die Werte für ein Gewirk, das nach einer Dampfbehandlung bei 110⁰G gefärbt wurde«

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Ganz allgemein betrachtet man, wenn man einen Faden zur Erzeugung von Strumpfhosen verwenden will, eine elastische Rückstellung von mindestens 50 % als notwendig zur Erzielung von Strumpfartikeln mit guten Trageeigenschaften und elastischen Rückstellungen von 55 bis 60 % sind besonders interessant.

Die Gewirke mit einer elastischen Rückstellung unterhalb von 50 % und sogar von 40 % können jedoch noch für andere Anwendungszwecke außer Strumpferzeugnissen verwendet v/erden, insbesondere für solche Anwendungen, v/o die Zugbeanspruchungen weniger v/ichtig sind.

Nachstehend wird die Erfindung an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie zu beschränken:

Beispiel 1

A) Man verspinnt Seite an Seite ein Polyhexamethylenadipamid der relativen Viskosität 39,5 (gemessen an einer 8,4 Gew«/S-igen Lösung in Ameisensäure von 90 % bei 25⁰C), enthaltend Oj3 % Titandioxid und ein Copolyamid der Sigenviskosität 0,930 (gemessen an einer Lösung in destilliertem Metakresol von 0,5 g Polymeren in 100 ml Lösung), hervorgegangen aus 70 Gew./« Caprolactani und 30 Gew_e% des Salzes von Hexamethylendiamin und einer dimeren Fettsäure mit 36 Kohlenstoffatomen, enthaltend weniger als 1 % der entsprechenden trimeren Trisäure? praktisch frei von Monosäure, fast, vollständig gesättigt und mit einer Jodzahl von 7* welche unter der Bezeichnung "Smpol 1010^!t im Handel ist*

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Das Salz der dimeren Fettsäure mit dem Hexamethylendiamin wird in 35 %-iger Lösung in einem Gemisch V/asser - Caprolactam 50/50, bezogen auf das Gewicht, unter genauer Kontrolle des Aquivalenzpunktes durch pH-Messung hergestellte Die erhaltene Lösung wird in einen Autoklaven eingeführt und man gibt die nötige Menge Caprolactam zu, um ein Mengenverhältnis Caprolactam/3alz von 70/30_fbezogen auf das Gewicht,zu erhalten» man rührt unter Spülen mit Stickstoff, läßt die Temperatur auf 270⁰C steigen und hält diese während 3 Stunden . aufrecht«· Man erhält das Copolyamid.mit einer Eigenviskosität von 0,93Oo

Nach dem Trocknen werden die beiden Polymeren getrennt geschmolzen bei einer Temperatur von 29O⁰C für das Polyhexamethylenadipamid und bei 27O⁰C für das Copolyamide Sie durchlaufen ein Überleitungsrohr von 280⁰C und werden im Mengenverhältnis von 50 % für jedes von ihnen Seite an Seite durch eine Spinndüse von 282⁰C mit runden Öffnungen von 0,4 μ Durchmesser extrudiert«, Man kühlt die Filamente durch einen Strom kalter Luft nach üblichen Verfahren und schmalzt sie mit einem Gemisch aus Kerosi-η und einer Emulsion von Athylhexylstearat und Tridecylphosphorsäure mit !Condensations« produkten von Äthylenoxid mit Fettsäuren und -alkoholen«'

Man erzeugt einen Faden mit drei Einzelfäden der über ein System von Auftragwalzen mit gewöhnlicher Temperatur mit einer Geschwindigkeit von 575 m/fiiinute und dann über ein System von nicht erhitzten Verstreckungswalzen mit einer Geschwindigkeit von 2150 m/Minute läuft, was eine Verstreckung mit einem V/ert von 3»74-fach hervorruft« Schließlich wird er mit 2113 m/Minute aufgewickelte Der erhaltene Faden (Faden la) hat einen Titer von 22 άΐβΧο'

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B) Ein Teil dieses Fadens 1a wird einer thermischen Entwicklungsbehandlung mit heißer Luft von 12O⁰C in einer Düse unterworfen. Der Faden wird mit einer Geschwindigkeit von 530 m/Minute zugeführt und nach Passieren der Düse mit einer Geschwindigkeit von 400 m/Minute aufgespult (Fäden 1b).

Diese Fäden werden dann wie oben für die Messung der elastischen Rückstellung angegeben, gewirkt und man färbt die erhaltenen Gewirke ohne Dampfbehandlung oder nach einer Dampfbehandlung bei 12O⁰C. Das Färben wird bei etwa 9O⁰C in einem Bad bewirkt, das bezogen auf das zu färbende Material enthält:

Colour Index 2«Ausgabe 1956

0,6 % Dispersionagelb Hr. 3 11855

0,18 % Dispersionsrot Hr. 1 111110

0,16 % Blau 14 61500

1 g/l eines Hetzmittels mit einem Badverhältnis 1/50.

Man prüft die elastische Rückstellung der verschiedenen erhaltenen Gewirke,und die entsprechenden Kurven sind in , wiedergegeben:

Im Teil A für die ohne Dampfbehandlung gefärbten Gewirke, im Teil B für di< färbten Gewirke·

im Teil B für die nach einer Dampfbehandlung bei 120⁰C ge-

Aus diesen Kurven wird ersichtlich, daß der Faden 1a, der eine elastische Rückstellung von 51 % aufweist, für ein Gewirke, das ohne Dampfbehandlung gefärbt wird, zu ähnlichen ..Werten führt,'-wie bei einem Gewirke, das bei 120⁰C dampf behandelt und dann unter denselben Bedingungen gefärbt wurde.

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Der Faden 1b führt zu elastischen Rückstellungen von im wesentlichen der gleichen Größenordnung wie diejenigen, welche mit dem Faden 1a erhalten wurden, gleichgültig ob das Gewirke vor dem Färben einer Dampfbehandlung bei 12O⁰G unterworfen wurde oder nicht·

Daraus kann man schließen, daß die Einführung von zusätzlichen Behandlungen, wie eine spätere thermische -Entwicklung des Fadens und/oder Dampfbehandlung des rohen Gewirkes, keine wesentliche Verbesserung der elastischen Rückstellung der erhaltenen Gewirke, erbringt«

Ein Vergleich zeigt, daß ein Faden, der aus demselben Polyhexamethylenadipamid wie oben und aus einem Copolyamid ausgehend von 75 Gew_e# Hexamethylendiaminadipat, 10,5 % Hexamethylendiaminterephthalat und 19,5 % 3-Amino~methyl-3»5r5·- trimethyl-i-cyclohexyl-amin-adipat erhalten und in der gleichen V/eise hergestellt wurde, zu einem Gewirke mit einer elastischen Rückstellung von höchstens 25 % bei direkter Färbung des Gewirkes führtj welche sich auf höchstens bis 40 % für ein Gewirke, das nach einer Dampfbehandlung bei.'12O⁰C gefärbt wurde, erhöhen kanhV

Man verspinnt unter denselben Bedingungen wie in.Beispiel, 1 A im Mengenverhältnis

Ein Polyhexainethylenadipamid mit einer relativen Viskosität von 39*

ein Copolymeres aus Caprolactam und dem Salz des Hexamethylene

209 0 1

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diamins derselben dimeren Fettsäure wie im Beispiel 1« Für die einzelnen Beispiele weist das Copolymere die folgenden Charakteristik^ auf;

Beispiel 2 3 4 5

Caprolactam Gew.%	90	80	70	164	50	042
Salz Gew.%	10	20	30		50
Eigenviskosität	1,209	1,	212 1,	1,
ρ ⁰C	212	206	200	176

Die Polymeren werden geschmolzen:

bei 300⁰C für das Polyhexamethylenadipamid, bei. 270⁰C für die Copolymeren der Beispiele 2, 3 und 4 bei 26O⁰C für das Copolymere des Beispiels 5*

Alle übrigen Spinnbedingungen sind mit denjenigen des Beispiels 1 identisch, man erhält die Fäden 2, 3,. 4 und 5c

Alle diese Fäden werden wie in Beispiel 1 gewirkt und die Gewirke ohne vorherige Dampfbehandlung gefärbt, ebenfalls wie in Beispiel 1 angegeben*

Die Messungen der elastischen Rückstellung ergaben die in der FjjgurJ2 .wiedergegebenen Kurven.

Aus diesen Kurven kann man sehen, daß die Fäden 3, 4 und besonders 5 besonders gut für Strumpferzeugnisse sind, da sie zu deutlich über 50 % liegenden und sogar 66 % für den Faden 5 erreichenden elastischen Ruckstellungen führen« Der Faden 2, der zu einer elastischen Rückstellung von 38 % führt, findet besonders für alle diejenigen Erzeugnisse An-

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Wendung, welche weniger bedeutenden Zugbeanspruchungen als die Strumpferzeugniase unterworfen sind, wie Unterkleidung und Pullover·

Beispiele 6 bis 8

W₁IiMIIi(Wi Ii HMi ι <i <i ι n ' »ι nj ι η iiiiwltwnn 11 k rcwmwj

Man verwendet dasselbe Paar von Polymeren wie in Beispiel 4 und in demselben Mengenverhältnis«

Nach dem Trocknen werden die Polymeren in der Schneckenpresse geschmolzen:

Bei 300⁰C für das Polyhexamethylenadipamid, bei 260⁰G für das Copolyamide

Sie d.urchlaufen ein Überleitungsrohr von 280⁰C und werden Seite an Seite durch eine Spinndüse von 275 C unter den folgenden Bedingungen extrudiertj

Beispiel

Zahl der Öffnungen der Spinndüse Durchmesser der Öffnungen in rom

In allen fällen wird der Verbrauch an Polymeren derart geregelt, daß jeder der drei Fäden einen gesamten Titer von 22 dtex nach dem Verstrecken aufweist ₀ ^:

Nach dem Extrudieren, Abkühlen durch einen kalten Luftstrom und Schmelzen wie in Beispiel 1, laufen die Fäden auf ein Auftragswa.lzensystem von Umgebungstemperatur mit einer Geschwindigkeit von 650 m/Minute und dann auf ein System niehi erhitzter Verstreckungsvval.zerj. mit einer Geschwindigkeit von

6	4	7	23	8	23
3	5	7
0,	0,	0,

2 09 0 1

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2500 m/Minute, was zu einem Verstreckungswert von 3,84-fach führt und schließlich werden sie mit 2460 m/ftlinute aufgewickelt» Man erhält die Fäden 6a, 7 a und 8a.

Ein Teil jeder dieser Fäden wird einer thermischen Entwicklungsbehandlung mit Luft von 100⁰C in einer Düse unterworfen. Die Fäden werden mit einer Geschwindigkeit von 480 m/Minute zugeführt und werden nach dem Passieren der Düse mit einer Geschwindigkeit von 400 m/Minute aufgespult. Man erhält die Fäden 6b, 7b und 8b·

Hach dein Wirken und Färben der 6 erhaltenen Fäden mißt man die elastische Rückstellung der Gewirke, und die erhaltenen Kurven sind in der F^^y^JI wiedergegeben»

Es ist ersichtlich, daß die elastische Rückstellung des Fadens 6a 60 % erreicht, v/ährend die Kurven der Rückstellung der beiden Beispiele 7a und 8a zusammenfallen und 56 % erreichen. Die elastische Rückstellung der drei Fäden, welche einer thermischen Entwicklungsbehandlung unterworfen wurden, ist in der Größenordnung von 58 % für alle drei (6b, 7b und 8b). Es ist ersichtlich, daß für einen Faden mit demselben Gesamttiter die elastische Rückstellung in der gleichen Größenordnung liegt_f gleichgültig wie die Anzahl der Slementarfäden, also die Feinheit von jedem von ihnen ist, und ob sie einer thermischen Entwicklungsbehandlung unterworfen werden oder nicht»'

Beispiel 9 . · '

Man verspinnt dasselbe Paar von Polymeren wie in Beispiel 4 und unter denselben Bedingungen« Der erhaltene Faden passiert unmittelbar nach den Verstreckungswalzen eine Düse, welche

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von Wasserdampf durchströmt ist und deren Körper eine Temperatur von HO⁰G hat.* Dieser Faden wird mit 1740 m/Minute auf-. gespult, was einer Entspannung mit Wasserdampf von 19 % entspricht.^:

Der erhaltene Faden wird» wie in Beispiel 1 angegeben,. gewirkt.· Ein Teil der erhaltenen Erzeugnisse wird^wie in Beispiel 1 angegeben, ohne vorherige Dampfbehandlung gefärbt« Die erhaltenen Gewirke v/erden geprüft_?und die erhaltene Kurve für die elastische Rückstellung ist in Figur__m^ Zone A wiedergegeben«

Ein anderer Teil der Rohgewirke wird in der gleichen Weise gefärbt, jedoch nach einer Dampfbehandlung bei 110⁰G. Die Kurve für die elastische Rückstellung ist in Figur 4- Zone B wiedergegeben.

Wie man aus diesen Kurven ersehen kann, liegt die elastische Rückstellung in der gleichen Größenordnung; 60 % für das direkt gefärbte Gewirke und 58 % für das.Gewirke, das nach Dampfbehandlung gefärbt wurde,¹

Ss ist bekannt _t daß ein Faden aus Polyamid nicht zu Auf-Wickelungen von guter Qualität (Formbeständigkeit und Abwickelbarkeit) nach einem Spinn-Verstreckverfahren führen kann, es sei denn, er wurde einer Entspannung zwischen den Verstreckungswalzen und dem Aufwickeldorn unterworfen.

o *

Wie aus Beispiel 9 e3?sichtlich, ist die Entspannungsoperation_? welche zur Sicherstellung der Formbeständigkeit und der Ab« wickelbarkeit der Aufwickelungen nötig ist,, an den erfindungsgemäßen Fäden bzw ο Filamenten durchführbar, ohne daß

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die elastischen Eigenschaften der gewirkten Erzeugnisse beeinträchtigt v/erden. .

Man verspinnt unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1a, jedoch in variablen Mengenverhältnissen: ·

Ein Polyhexamethylenadipaßiid mit einer relativen Viskosität von 39, ein Copolymeres stammend von 70 Gew«% Caprolactam und 30 Gew.% Salz aus Hexamethylendiamin derselben primären Fettsäure wie in Beispiel 1.

Je nach der Eigenviskosität des Copolyamids und den Mengenverhältnissen der beiden Bestandteile in dem Faden erhält man an dengle in Beispiel 1 angegeben, ohne vorherige Dampfbehandlung gefärbten Gewirken die folgenden Ergebnisse:

Beispiele	Viskosität des	Mengenverhältnis	% elastische
	Copolyamids	Copolyamid %	Rückstellung
10	0,91	33,3	35
11	0,95	50	56,4
12	1,10	33,3	52
13	1,10	50	62
14	1,10	66,7	63
15	1,21	33,3	50
16	1,21	50	60
17	1,21	66,7	60

Das Beispiel 10 zeigt, daß die Verwendung eines geringen Anteils (33,3 %) eines Copolyamids mit 30 % Salz der dimeren Säure und einer Eigenviskosität von 0,91 nur zu einer ungenügenden elastischen Rückstellung führt, während dasselbe Copolyamid mit einer ähnlichen Viskosität (0,93), jedoch mit

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einem Anteil von 50 % in dem Faden zu guten Ergebnissen, führt: 51 % für Beispiel 1a·¹

Es ist daher zweckmäßig,zur Erzielung guter Resultate die verschiedenen Parameter, nämlich:

Zusammensetzung des Copolyamide,

Eigenviskosität des Copolyamide,

Anteil des Copolyamids im Faden j in sehr sorgfältiger Weise auszuwählen, was vom Fachmann im Hinblick auf das gewünschte Ergebnis leicht durchgeführt werden kann.

Claims

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20S01S

Erfindungsanspruch.

1» Bikomponentenfaden bzw. -filament mit zwei entlang der gesamten Länge des Fadens kontinuierlich«tBestandteilen, der zu Gewirken mit hoher elastischer Rückstellung zu führen vermag, gekennzeichnet dadurch, daß einer dieser Bestandteile Polyhexamethylenadipamid ist und der andere. Bestandteil ein Copolyamid ist, hervorgegangen aus Caprolactam und mindestens einem difunktionellen amidbildenden Reagens mit langer Kette, das im wesentlichen gesättigt und rein ist und einen zweiwertigen aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest aufweist, der gegebenenfalls mindestens eine Kohlenwasserstoff substitution aufweist und aus mindestens 20 Kohlenstoffatomen besteht, wobei das Reagens mit langer Kette entweder eine Disäure oder ein Diamin in Form des Salzes ist, das untereinander oder mit einem anderen Diamin oder einer anderen gesättigten Disäure gebildet wurde.
2. Faden bzw. Filament gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Caprolactam, woraus das Copolyamid gebildet ist, 40 bis 80 Gew.% der Gesamtheit der Reaktionsteilnehmer ausmacht, welche zur Erzielung dieses Copolyamide eingesetzt werden«
3. Faden bzw.¹ Filament gemäß Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Caprolactam 50 bis 70 Gew.% der Gesamtheit der Reaktionsteilnehmer, welche zur Erzielung des

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Copolyamid eingesetzt werden,¹ beträgt.

4· Faden bzw. Filament gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Reagens mit langer Kette von der Dimerisation ungesättigter aliphatischer Säuren mit mindestens 11 Kohlenstoffatomen und der anschließenden Hydrierung und Reinigung stammt.

5β Faden bzw. Filament gemäß Punkt 4» gekennzeichnet dadurch? daß das· Reagens mit langer Kette von der Dimerisation olefinischer Säuren mit 18 Kohlenstoffatomen und der Hydrierung und Reinigung des daraus entstandenen Dimeren stammt« *

6# Faden bzw. Filament gemäß Punkt 1₉ gekennzeichnet dadurch, daß das Polyhexamethylenadipamid und das Copolyamid jeweils von 30 bis 70 Gew.$ vorhanden sind,

7e Faden bzw. Filament gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurchj daß es zu einer elastischen Rückstellung von wenigstens 50 % an einem Gewirk führt, das lediglich durch direktes. Wirken und Färben des Gewirkes bei einer Temperatur von 9O~95°C unter Ausschluß jeder anderen thermischen Behandlung'erhalten wurde„

8β Verfahren zur Erzeugung des Bikomponentenfaden bzw. -filaments gemäß Punkt 1 _f gekennzeichnet dadurch, daß man gleichzeitig durch dieselben Spinndüsenöffnungen ein Polyhexaniethylenadiparaid und ein Copolyamid verspinnt _f das gebildet ist aua CaproIactarn und wenigstens einem di~ funktionellen amidbildenden Reagens mit langer Kette, das im wesentlichen gesättigt und rein ist und einen zwei~

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wertigen aliphatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoff rest*¹ aufweist, der gegebenenfalls mindestens eine Kohlenwasserstoffsubstitution trägt und aus wenigstens 20 Kohlenstoffatomen besteht, wobei dieses Reagens mit langer Kette entweder eine Disäure oder ein Diamin in Form des Salzes ist, das untereinander oder mit einem anderen Diamin oder einer anderen gesättigten Disäure gebildet wurde.
9. Verfahren gemäß Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß das Caprolactam, womit das Copolyamid gebildet wurde, 40 bis 80 % der Gesamtheit der Reaktionsteilnehmer, welche zur Erzielung dieses Copolyamide eingesetzt wurden, ausmacht«
10. Verfahren gemäß Punkt 9» gekennzeichnet dadurch, daß das Caprolactam 50 bis 70 % der Gesamtheit, welche zur Erzielung des Copolyamid eingesetzt werden, beträgt«'