Verfahren zur Herstellung von Textilfasern aus Polyamidharnstoffen Polyamidharnstoffe werden durch Polykondensa tion, z. B. von Salzen der 1,3-Bis-(a)-carboxyalkyl)- harnstoffe und (,),(,)1-Diaminen, bei etwa 200 C her gestellt.
Die 1,3-Bis-(o)-carboxyalkyl)-harnstoffe sind Dicarbonsäuren, die auf einfachste Weise .durch Kon densation von Harnstoff mit (,g-Aminocarbonsäuren in vorwiegend wässriger Lösung bei über 120 C und unter Druck gewonnen. werden.
Polyamidharnstoffe nehmen an dar Luft Feuch tigkeit auf, quellen in Wasser und niedrigsiedenden, mit Wasser mischbaren einwertigen Alkoholen, wie Methanol oder Äthanol, und zerfallen dabei. Fasern aus Polyamidharnstoffen können verstreckt und orientiert werden, besitzen aber trotzdem keine grosse Festigkeit und Beständigkeit.
Diese Nachtteile ver hindern die Verwendung,der Polyamidharnstoffe als Kunststoffe oder als Rohstoffe für textile Zwecke. Fasern aus Polyamidharnstoffen allein sind, also keine textile Fasern. Sie werden nachstehend als Poly- amidharnstoff-Rohfasernbezeichnet.
Es wurde nun ,gefunden, dass man Textilfasern aus Polyamidharnstoffen herstellen kann, indem man Polyamidharnstoffe, also Polymerisate, bzw. Copoly- merisate, welche die sich wiederholende Gruppie rung -(OC-R-NHCONH-R-CONH-R'-NH)- aufweisen, worin R und R' lineare Alkylenradikale mit Ketten von 3 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeu ten, in einer Spinnvorrichtung schmilzt und zu Fasern verspiant,
diese Fasern anschliessend mit Formalde hyd bei Raumtemperaturr behandelt und dann auf das Mehrfache ihrer Länge verstreckt. Das erfindungs gemässe Verfahren wird stets im fortlaufenden Arbeitsgang durchgeführt. Die nach dem erfindungs gemässen Verfahren erhaltenen Textilfasern sind stabile, reissfeste, den Polyamidfasern gleichwertige Produkte.
Der Formaldehyd wird vorzugsweise in wässriger Lösung angewendet. Es können. sowohl sehr ver dünnte als auch konzentrierte Formaldehyd-Lösungen zur Behandlung benutzt wenden. Die Aufnahmefähig ke.it der erwähnten Rohfasern für Formaldehyd bei Raumtemperatur schwankt in weiten Grenzen und die aufgenommene Formaldehyd-Menge beeinflusst die Eigenschaft dieser Produkte in grossem Masse.
Normalerweise lösen sich frisch gesponnene und unverstreckte Polyamidharnstoff-Rohfasem in der Hitze in niedrigsiedenden, wassermischbaren, ein wertigen Alkoholen, wie Methanol oder Äthanol sowie in Gennischen derselben mit Wasser. So können vom Polykondensat z.
B. vom Salz des 1,3 Bis-(co- carboxyamyl)-harn@stoffs mit Hexamethylendiamin in Methanol-Wasser <B>(8:</B> 2) etwa 10 /o- ige Lösungen her gestellt werden. Durch die Aufnahme von geringen Mengen Formaldehyd werden Polyamidharnstoff- Rohfasern schwerlöslich und durch Aufnahme von grösseren Mengen Formaldehyd nahezu unlöslich in Alkoholen, Kresolen oder konzentrierter Schwefel säure.
Eine Messung der Viskosität von mit Form- aldehyd behandelten Polyamidharnstoffen in diesen Lösungsmitteln ist nicht mehr möglich.
Die von den frisch gesponnenen Polyamidharn- stoff-Rohfasern aufgenommene Menge Formaldehyd kann durch die Konzentration der Formaldehyd lösung und die Einwirkungszeit reguliert werden.
So wird eine gleiche Aufnahme an Formaldehyd erreicht, wenn man bei Raumtemperatur eine 2 0/aige wässrige Lösung 20 Stunden lang oder eine 20a/mige wäss- rige Lösung 1 Stunde einwirken lässt. Die Behand lung kann jeweils durch eine Wässerung abgebrochen werden.
Während niedrig konzentrierte Formaldehyd- lösungen die Löslichkeit der Polyamidharnstoffe nur wenig beeinflussen, wird dies durch 20-40 % ige Lösungen in hohem Masse bewirkt. Die Löslichkeit des Polykondensates des Salzes von 1,3-Bis-(w-carb- oxyamyl)-hamstoff mit Hexamethylendiamin, z.
B. in Methanol-Wasser (8:2) in der Siedehitze bei ver schiedener Einwirkungszeit, geht aus der folgenden Tabelle 1 hervor:
EMI0002.0016
<I>Tabelle <SEP> I</I>
<tb> Formalin-Konzentration <SEP> 0 <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 14 <SEP> Stunden
<tb> 200h, <SEP> 100 <SEP> 83 <SEP> 34 <SEP> 32 <SEP> 0/<B>9</B> <SEP> Löslichkeit
<tb> 40%-.
<SEP> 100 <SEP> 50 <SEP> 22 <SEP> 2 <SEP> 0/a <SEP> Löslichkeit Mit der Aufnahme von Formaldehyd beginnt der Schmelzpunkt der Polyamidharnstoff-Rohfasern zu steigen, sie erweichen dann nur noch bis sie bei grösserer Formaldehyd-Aufnahme urschmelzbar und dunkelgefärbt werden.
Die erfindungsgemäss erhaltenen Fasern zeigen gute Stabilität bei Lagerung und sind weitgehend gegenüber Wasser oder Alkoholen stabil. Die Brü chigkeit verschwindet dabei fast vollständig; die be- handelten Fasern verhalten sich zudem wie normale Polyamidfasern. Eis .genügen bereits z.
B. beim Poly- kon.den= des Salzes vom 1,3-Bis-(co-carboxyamyl)- harnstoff mit Hexamethylendiamin 10-20 mg Form aldehyd pro Gramm Polyamidharnstoff, um die Stabilitäts- und Festigkeits Erhöhung zu bewirken.
Bei erhöhter Aufnahme an Formaldehyd, die durch Behandlung der Polyamidharnstoff-Rohfasern mit konzentrierter Fomnaldehydlösung erreicht wird, werden die Fasern unter Abnahme der Festigkeit elastischer. Es sollte für die Erzielung des Stabilitäts- Effekts zur Vermeidung der Festigkeits-Einbusse nicht mehr Formaldehyd mit der Faser reagieren, als un bedingt notwendig ist.
Um die Behandlung mit Formaldehyd in kürzerer Zeit zu bewerkstelligen, kann sie mit konzentrierter z. B. 40 %-iger Lösung vorgcnommen werden. Die Wasseraufnahme-Fähig- keit dieser Fasern wird durch die Behandlung fast nicht verändert.
Sie beträgt bei den so b; handelten Produkten des oben erwähnten Polykondensates bei 60 % relativer Feuchtigkeit und 20 C etwa 3,8 0/0.
Die elastischen Eigenschaften der Polyamidharn- stoff-Fasern erhält man bei den Produkten mit kürze rer Monomer-Kettenlänge bei etwa 20stündiger Einwirkung bereits mit 5 % ige.r Formaldehydlösung bei Raumtemperatur,
bei jenen .mit längerer Mono- mer- Kettenlänge erst mit 20 %iger Formalinlösung. Die Änderung der Schmelz- bzw.
Erwe.ichungs- punkte, .sowie der Fadenstabilität der Polyamid- harnstoffe mit erhöhter Formaldehyd-Aufnahme in etwa 20 Stunden bei verschiedener Formaldehyd konzentration ist aus Tabelle 2 ersichtlich:
EMI0002.0107
<I>Tabelle <SEP> 2</I>
<tb> Schmelzpunkte <SEP> bzw. <SEP> Erweichungspunkte <SEP> sowie <SEP> Fadenstabilität
<tb> Polykondensat <SEP> von <SEP> Salz <SEP> aus <SEP> nach <SEP> 20stündiger <SEP> Behandlung <SEP> mit <SEP> verschiedenen
<tb> konzentrierten <SEP> Formalin-Lösungen
<tb> Dicarbonsäure <SEP> a),w'-Diamin <SEP> ohne <SEP> <B>l <SEP> o/'</B> <SEP> 2% <SEP> <B><I>50!</I></B>
<tb> ,
<tb> 1,3-Bis-(co-carboxyamyl)- <SEP> Tetramethylen <SEP> Smp.230 <SEP> Ewp.235 <SEP> Ewp.245 <SEP> Ewp.245
<tb> harnstoff <SEP> brüchig <SEP> stabil <SEP> stabil <SEP> elastisch
<tb> Pentamethylen <SEP> Smp. <SEP> 180 <SEP> Ewp. <SEP> 190 <SEP> Ewp. <SEP> 197 <SEP> Ewp.225
<tb> brüchig <SEP> stabil <SEP> stabil <SEP> w. <SEP> elastisch
<tb> Hexamethylen <SEP> Smp.
<SEP> 188 <SEP> Ewp.210 <SEP> Ewp.222" <SEP> Ewp.230
<tb> brüchig <SEP> stabil <SEP> stabil <SEP> stabil
<tb> Heptamethylen <SEP> Smp. <SEP> 144 <SEP> Ewp. <SEP> 150 <SEP> Ewp. <SEP> 150 <SEP> Ewp.200
<tb> brüchig <SEP> stabil <SEP> stabil <SEP> stabil
<tb> Decamethylen <SEP> Smp. <SEP> 143 <SEP> Ewp. <SEP> 150 <SEP> Ewp. <SEP> 150 <SEP> Ewp. <SEP> 155
<tb> w. <SEP> brüchig <SEP> stabil <SEP> stabil <SEP> stabil Fasern aus Copolymerisaten zeigen zum grossen Teil die Eigenschaften der Fasern aus Hoano:
- päJyamidharnstoffRohfasern in bezug auf die Was ser- und Alkohol Brüeh#gkeit. So weist das Misch- polykondensat von 20 Gew.% des Salzes von 1,3-Bis- (v)-carboxyamyl)4harnstoff mit Hexam.e,
thyl@endiamin und 80 Gew.O/o Caprolactam noch die Eigenschaften der Homopolyamidharnstoffe auf.
<I>Beispiel</I> Ein Copolymerisat aus 1,3-Bis-(n)-carboxyamyl)- harnstoff und Hexamethylendiamin in molaner Zu- sammensetzung wird bei 200 C zu einem Monofil von einem Denier unter Au:
sschluss von Sauerstoff versponnen und anschliessend mixt einer 10 o/odgen wässrigen Formaldehyd@Lösung befeuchtet. Nach 5 Stunden Einwirkungsdauer bei Raumtemperatur wird der Faden etwa auf das 4fache verstreckt und mit Wasser .gut gewaschen. Nach dem Schleudern und Trocknen erhält man einen hochreissfesten Faden.