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Verfahren zur Herstellung von Polyamidfasern mit einer verbesserten
Kardierfähigkeit Polyamidfasern zeigen oft den großen Nachteil. daß sie schwer oder
kaum kardierfähig sind. Diese Schwierigkeiten wachsen mit der Feinheit und Länge
der Fasern.
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Man hat bisher schon versucht, die geringe Kardierfähigkeit durch
gewisse Nachbehandlungen zu verbessern. Beispielsweise hat man die Polyamidfasern
mit einer Podyphe:nylsulfon.verbindung, einer Art Gerbstoff (Basyn-Be:handlung),
behandelt.
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Indessen. sind die so. erhaltenen Re.lultate noch recht unbefriedigend,
denn die in dieser Weise behandelten Fasern zeigen Neigung, sowohl unter sich als
auch mit den Maschinenteilen, zu verkleben, und außerdem tritt häufig eine Verfärbung
des Fasermaterials auf.
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Gemäß der vorliegend beschriebenen Erfindung werden diese Schwierigkeiten
beim Kardieren vermieden. Man, geht hierbei von der Vorstellung aus, daß die beobachteten
Mängel von an der Faseroberfläche befindlichen aktiven Gruppen verursacht werden.
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Das Verfahren nach vorliegender Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Polyamidfasern in einem ersten Arbeitsgang mit einer wasserlöslichen Polyvinylverbindung
behandelt werden, die eine Vielzahl von anionenbildenden, reaktiven Gruppen aufweist,
worauf die imprägnierten, noch feuchten Fasern in einem zweiten Arbeitsgang mit
einer organischen monomeren, kationaktiven Verbindung behandelt werden, welche nur
eine einzige ionogene Gruppe aufweist.
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Durch diese Doppelbehandlung wird es möglich, die Fasern nicht nur
besser zu kardieren, sondern auch die Faseroberfläche besser dem weiteren Verarbeitungsverfahren
anzupassen.
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Man kann sich die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens in der
Weise vorstellen, daß mittels der anionischen Gruppen der Polyvinylverbindung die
entgegengesetzt geladenen, aktiven Gruppen des Textilfadens blockiert werden und
damit eine Verspannung der Faserkörperoberfläche bzw. eine Versteifung des gesamten
Faseirmateriails stattfindet. Durch die weitere Anwendung des organischen monomeren,
kationaktiven Stoffes wird je nach der speziellen Wahl desselben zugleich die Möglichkeit
eröffnet, der behandelten und versteiften Faser die gewünschte Oberflächenglätte
oder Gleitfähigkeit zu erteilen. Auf diese Weise werden nach außen hin völlig inaktiv
erscheinende Fasern erhalten.
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Eine wesentliche Verbesserung des Effektes kann dadurch erzielt werden,
daß man die Palyamidfasern vor Behandlung mit der wasserlöslichen Polyvinylverbindung
zunächst mit Wasser befeuchtet, anschließend trocknet und die trockenen Fasern schließlich
noch längere Zeit weiter erhitzt, wobei man vorzugsweise mit einer Trockentemperatur
von etwa 60° C anfängt, diese sodann auf 105° C steigert und diese Temperatur 30
Minuten und länger aufrechterhält.
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Geeignete Poly vinylverbindungen sind solche, welche aus Mononieren
der allgemeinen Formel
hergestellt werden können.
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Durch Substitution von R1, R2, R3 und R4 ist es möglich, zahlreiche
Varianten zu erhalten, von denen sich viele für den oben beschriebenen Zweck eignen.
Als Beispiel können genannt werden Polymetacrylsäure, Polystyrolsulfonat, Copolymere
aus Styrol und Maleinsäure u. dgl.
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Durch die erfindungsgemäß eingesetzten organischen monomeren, kationaktiven
Stoffe werden nicht nur die durch die Textilfasern nicht gebundenen anionischen
Gruppen der Polyvinylverbindungen abgesättigt, sondern gleichzeitig die Beschaffenheit
der Faseroberfläche günstig beeinflußt.
Die Gleitfähigkeit der behandelten
Faser wächst mit der Länge der Fettkette eines solchen Behandlungsstoffes.
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Gleichzeitig kann man dann auch noch einen antistatischen Effekt hervorrufen,
wenn die Fettkette mindestens 12 C-Atome aufweist. Von 20 C -Atomen in der Fettkette
an wird aber die Gleitfähigkeit der Fasern zu hoch.
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Für den zweiten Arbeitsgang können daher vorteilhaft organische monomere,
kationaktive Stoffe verwendet werden, die vorzugsweise 12 bis 18 C-Atome aufweisen.
Diese Stoffe gehören hauptsächlich zur Gruppe der kationaktiven synthetischen Seifen.
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Sehr gut haben sich Alkylammoniumverbindungen bewährt, wie Alkyltrimethylammoniumverbindungen,
bzw. -salze und Alkylpyridiniumsalze, z. B. Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl- und
Octadecyltrimethylainmoniumchlorid, Dodecyl-, Tetradec_vl-, Hexadecyl-und Octadecylpyridiniumchlorid.
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Aber auch andere quaternäre Ammon.iumverbindungen, wie Triäthyloctadecyloxymethylammoniumchlorid,
Phenylbenzyldimethy lammoniumchlorid, Octadecyloxymethylpyridiniumchlorid und Stearoxymetltylpyridiniumchlorid,
können verwendet werden.
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Die analogen Phosphonium-, Sufonium- und OxoniumsaIze eignen sich
gleichfalls, sofern sie die Fasern nicht in unzulässiger Weise verfärben.
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An Stelle der Chloride können auch die anderen Halogenide, wie vorzugsweise
die Bromide, zur Anwendung kommen.
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Die Auswahl des kationaktiven Behandlungsstoffes wird der ursprünglichen
Rauheit bzw. Glätte der Faser angepaßt unter Berücksichtigung des für die Verarbeitung
erforderlichen Glättegrades.
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Bei der Durchführung des Verfahrens empfiehlt es sich, gewisse quantitative
Grenzen zu beachten. Der p,1-Wert des ersten Behandlungsbades mit den wasserlöslichen
Polyvinylverbindungen wird am besten zwischen 1 und 4, vorzugsweise zwischen 3 und
4, gehalten.
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Die Konzentration des ersten Bades beträgt vorteilhaft 0,5 bis 2 Gewichtsprozent
an Trockensubstanz. Die Behandlungstemperatur ist 70 bis 95° C, vorzugsweise 80
bis 90° C.
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Die Fasern sind nach -der ersten Behandlung nicht zu trocknen, sondern
abzuschleudern und die noch feuchten Fasern im zweiten Bad anschließend mit einem
monomeren, kationaktiven Stoff zu behandeln.
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Die Konzentration des zweiten Bades kann dabei ungefähr ebenso hoch
sein wie diejenige des ersten Bades, d. h. auch etwa 0,5 bis 2 Gewichtsprozent,
auf Trockensubstanz berechnet. Die Behandlungstemperatur im zweiten Bad kann Zimmertemperatur
oder etwas höher sein. Beispiel 1 Man tauchte 100 kg Polyamidfasern mit einem Einzelfadentiter
von 1,4 den und von einer mittleren Länge von 38 mm (hergestellt aus nach dem Schmelzspinnverfahren
polymerisiertem s-Caprolactam) während 5 Minuten in eine l%ige wäßrige Lösung von
Palymethacrylsäure. Der p$-Wert des Bades betrug 3,5, die. Temperatur 90° C, und
das Flottenverhältnis war 1 : 10. Daraufhin werden die behandelten Fasern abgeschleudert,
bis sie noch etwa 20% Feuchtigkeit enthielten.
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Das ausgeschleuderte Material wurde hierauf in noch feuchtem Zustand
in eine lgewichtsprozentige Lösung des monomeren, kationaktiven Stoffes getaucht
und darin während 5 Minuten belassen. Dieser Stoff bestand aus 95 Gewichtsteilen
Lauryltrimethylammoniumchlorid und 5 Gewichtsteilen eines mit Dimethylsulfat quaternierten,
äthoxylierten Stearinsäureamids.
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Nach dem zweiten Behandlungsbad wurde das Fasermaterial nochmals ausgeschleudert
und dann bei 60° C getrocknet, wonach es kardierfähig war.
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Das Kardieren kann auch bei gewöhnlichem Beschlag der Karde mit der
üblichen Geschwindigkeit durchgeführt werden. Es bleiben nur geringe Mengen an Fasern
in der Karde zurück. Das erhaltene Kardenband fiel gut aus.
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Die erwähnten Behandlungsstoffe sind bis zu einem bestimmten Grade
fest mit der Faser verbunden, so daß sie sich nicht mittels Seifenlösung und heißen
Wassers ablösen lassen.
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Sie können jedoch sowohl mittels heißer Salzlösungen, wie 1- bis 5%igen.
'.\Tatriumchlorid- oder Natriumsulfatlösungen, oder verdünnter Säuren entfernt werden.
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Die Behandlungsstoffe können, nachdem sie die gewünschte Wirkung ausgeübt
haben, in jedem Stadium der Aufarbeitung der Fasern aus denselben entfernt werden.
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Zwecks Erzeugung eines Mattierungseffektes auf synthetischen Fasern
aus regenerierter Cellulose, Acetylcellulose und Polyamiden ist es bekannt, das
Fasergut zuerst mit der wäßrigen Lösung einer kationaktiven Verbindung zu behandeln
und anschließend eine wäßrige Dispersion von hochmolekularen polymeren Harzen zur
Einwirkung zu bringen, welche zusätzlich geeignete kationaktive Verbindungen als
Dispergierungsmittel enthält. Der Mattierungseffekt wird aber nur erzielt, wenn
die hier aufgeführte Reihenfolge der Verfahrensschritte eingehalten wird.
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Die erfindungsgemäße Verbesserung der Kardierfähigkeit steht nun in
keinem technologischen Zusammenhang mit einem solchen Mattierungseffekt, und außerdem
werden auch andere Maßnahmen angewendet als bei der v orbekannten Arbeitsweise.
Letztere verwendet keine wasserlöslichen Polyvinylverbindungen mit einer Vielzahl
von anione-nbildenden reaktiven Gruppen, sondern wasserunlösliche Harze, und die
zusätzlich eingesetzten oberflächenaktiven Verbindungen mit anionenaktiven Gruppen
dienen nur zur Dispergierung dieser Harze, ohne daß die anionenaktiven. Gruppen,
selbst in Reaktion mit der Faseroberfläche treten.
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Ferner wurden. schon Schlichtungsmittel für Kettfäden aus Nylon beschrieben,
welche das sonst von Schlichtungsmitteln bekannte lästige Stäuben beim Trocknen
nicht zeigen sollen. Die Funktion eines Schlichtungsmittels besteht bekanntlich
in der Erzeugung eines Schutzüberzuges auf einem fertig gezwirnten Garn bzw. Kettfäden,
durch welchen das Garn als Ganzes vor mechanischen Beschädigungen während des Verarbeitungsvorganges
geschützt werden soll; dagegen spielt das Verhalten der einzelnen Faser oder des
Einzelfadens bei diesem Vorgang keine Ralle mehr. Im Gegensatz zu der Schlichtung
müssen Maßnahmen zur Erhöhung der Kardierfähigkeit aber gerade die Oberfläche des
Einzelfadens beeinflussen, zumal dort statische elektrische Kräfte eine entscheidende
Rolle spielen. Das bekannte Schlichtungsmittel besteht aus wäßrigen Salzlösungen
von Mischpolymerisaten des Styrols und ganz speziellem Maleinsäurealkylestern, die
beim Trocknen einen zähfesten Film bilden, dessen Haltbarkeit durch eine wahlweise
Behandlung mit verdünnter Säure noch verbessert werden kann. Eine solche Zusammensetzung
eignet
sich aber keinesfalls zur Verbesserung der Kardierfähigkeit von Einzelfasern.