Verfahren zur Aufarbeitung von verstreckten Fäden aus hochmolekularen aromatischen Polyestern Die Aufarbeitung von Fäden aus hochmolekula ren aromatischen Polyestern erfolgte bisher in diskon tinuierlicher Weise, wobei die verstreckten Fäden zu nächst gezwirnt und auf Spulen aufgewickelt wurden, deren Kern aus einem nachgiebigen Drahtgefüge be steht. Auf diesen Spulen wurden die Fäden bisher einer längeren Dampfbehandlung ausgesetzt, wobei die auf der Spule befindlichen Polyesterfäden schrumpfen konnten und gleichzeitig fixiert wurden. Nach diesem Thermofixierungsprozess wurden die Fäden auf neue verkaufsfähige Spulen aufgewickelt.
In der französischen Patentschrift Nr.<B>1</B>104 375 ist erwähnt, dass man Polyesterfäden zur Verbesse rung ihrer Anfärbbarkeit mit wässrigen Lösungen von Aminen behandelt, worauf die Fäden dann zum Schrumpfen kurze Zeit auf Temperaturen von 50 bis 220 C erhitzt werden. Die dabei entstehenden Fäden zeigen zwar eine erhöhte Farbstoffaufnahme im Ver gleich zu unbehandelten Polyesterfäden, sie haben je doch den grossen Nachteil, dass sie durch die Amino- behandlung beim Erwärmen auf höhere Temperatu ren schnell vergilben.
Es ist auch schon versucht worden (französisches Patent Nr. 1218 028), die Anfärbbarkeit von Poly esterfäden dadurch zu verbessern, dass man sie bei Temperaturen über 200 C mit funktionellen Verbin dungen, die reaktionsfähige Gruppen, wie z. B. Amino-Hydroxyl- oder Carboxylgruppen besitzen, in wässriger Lösung behandelt und dann kurze Zeit auf höhere Temperaturen erhitzt. Dieses Verfahren ergibt nur eine geringe Verbesserung der Anfärbbarkeit der Polyesterfäden. Ausserdem haben die Fäden keine be friedigenden physikalischen Eigenschaften.
In der französischen Patentschrift Nr.<B>1</B>145 163 wird empfohlen, auf Polyesterfäden bei 100 bis 180 C während einer Zeitdauer von bis zu 30 Minu ten Quellmittel einwirken zu lassen. Bei diesem Ver fahren werden aber nur unechte, oberflächliche Fär bungen erhalten.
Ferner ist in der französischen Patentschrift Num mer 1077 282 beschrieben, dass die Farbstoffauf- nahme von Fäden aus Polyestern erhöht werden kann, wenn man die Struktur der Fäden durch einen bei höheren Temperaturen durchgeführten Schrumpfpro zess auflockert, wobei jedoch eine erhebliche Ver schlechterung der physikalischen Daten der Fäden, insbesondere hinsichtlich Festigkeit und Dehnung, in Kauf genommen werden muss.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Aufarbei tung von verstreckten Polyesterfäden bis zur verkaufs fertigen Form kontinuierlich in einem Arbeitsgang durchzuführen. Hierbei werden die verstreckten Fä den gezwirnt, anschliessend durch eine Lösung, Di spersion oder Emulsion eines oder mehrerer Stoffe ge leitet, die höher als 1200 C sieden, und hierauf die Fäden über zwei als fixe Punkte dienende, verschie den schnell angetriebene Galetten, von denen die erste Galette geheizt ist, weitergeleitet.
Während dieses Vorganges können die Fäden zwischen 5 und 35% schrumpfen. Gleichzeitig werden die Fäden auf Tem peraturen zwischen 220 und 3500 C erhitzt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die Auf arbeitung von verstreckten Fäden bis zur verkaufs- fertigen Form kontinuierlich in einem Arbeitsgang durchzuführen und dabei gleichzeitig die Anfärbbar- keit dieser Fäden durch eine kombinierte chemische und physikalische Behandlung zu verbessern.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass man die verstreckten Fäden in einem einzigen kontinuier lichen Prozess zunächst zwirnt, dann den gezwirnten Faden durch ein Bad leitet, das in einer Lösung, Di spersion oder Emulsion mindestens einer Substanz be steht, die zwischen 120 und 350 C siedet, hierauf den Faden über zwei als Fixpunkte dienende, verschieden schnell angetriebene Galetten, die von dem Faden mehrmals umschlungen werden und von denen die erste Galette geheizt ist, weiterleitet und den Faden zwischen diesen Galetten allseitig gleichmässig auf eine Temperatur zwischen 220 und 350 C,
vorzugs weise zwischen 250 und 280 C, während einer Zeit von 0,1 bis 5 Sekunden, vorzugsweise 0,2 bis 1 Sekunde, erhitzt und ihn gleichzeitig um einen ein stellbaren Betrag von 5 bis 35 h, vorzugsweise 10 bis 25 h, schrumpfen lässt, daraufhin erneut verstreckt und den so behandelten Faden aufspult.
Im allgemeinen wird das Nachverstrecken zweck mässig so durchgeführt, dass die fertigen Fäden den für ihre weitere Verarbeitung in der Weberei und in der Wirkerei günstigsten Koch- oder Thermoschrumpf besitzen, so dass sich eine Fixierung der so hergestell ten Fäden erübrigt. Unter dem Ausdruck Koch schrumpf wird der Schrumpfbetrag, ausgedrückt in Prozenten, verstanden, den ein Faden beim Eintau chen in kochendes Wasser erhält.
Unter dem Aus druck Thermoschrumpf soll verstanden werden der Schrumpfbetrag eines Fadens nach dem Einbringen in 200 C heisse Luft bei einer Zeitdauer von wenigen Sekunden.
Sofern die Fäden um denselben oder um einen höheren Betrag nachverstreckt werden, als die Fäden vorher schrumpfen gelassen wurden, ist es zweck mässig, die nachverstreckten Fäden noch mit Hilfe von Wasserdampf oder von trockener, heisser Luft zu behandeln.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann in folgen der Weise durchgeführt werden (s. Fig. 1): Die verstreckten Fäden aus linearen aromatischen Polyestern sind auf einem Kops aufgewickelt; dieser Kops wird auf eine sich schnell drehende Spindel 1 aufgesteckt und der Faden nach oben abgezogen.
Bei diesem Prozess wird der Faden gezwirnt, anschliessend läuft er über einen Fadenführer 2, eine Umlenkrolle 3, worauf er durch ein Behandlungsbad, das sich in einem Behälter 4 befindet, geführt wird; anschliessend wird der Faden an der geheizten Galette 5 getrock net und durch den Heizkasten 7, dessen Temperatur 220 bis 250 beträgt, geleitet. Zwischen den als Fix punkte dienenden Galetten 5 und 8, die von dem Faden mehrmals umlaufen werden, kann der Faden um einen Betrag zwischen 5 und<B>350/,</B> schrumpfen.
Daraufhin läuft der Faden zu einer weiteren Galette 10, die eine höhere Geschwindigkeit hat als die Ga- lette 8, so dass der Faden zwischen Galette 8 und Galette 10 um 5 bis 35 h verstreckt wird. Anschlie ssend wird der Faden auf die Spule 14 aufgewickelt.
Die überweisungszeichen 6, 9, 11 und 12 betref fen Verlegewalzen; 13 ist ein Fadenführer, der an einem Changierhebel befestigt ist.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungs gemässen Verfahrens ist in Fig. 2 erläutert: Der Faden wird ebenso wie bei Fig. 1 gezwirnt und durch die Behandlungsflüssigkeit geführt. An schliessend wird er auf der geheizten Galette 5 ge trocknet, durchläuft anschliessend den Heizkanal 7 (Temperatur 220 bis 350 C) und gelangt dann auf die langsamer laufende Galette B. Zwischen Galette 5 und Galette 8 kann der Faden um jeden gewünsch ten Betrag schrumpfen.
Daraufhin wird der Faden auf eine dritte Galette 10 geleitet, die als Stufengalette auf die Galette 5 aufgesetzt ist. Die Stufengalette 10 läuft schneller als die Galette 8, so dass der Faden zwischen der Galette 8 und der Stufengalette verstreckt wird, und zwar in einem kleineren Ausmass als er vorher schrumpfen konnte. Nach dem Verstrecken wird der Faden über die Umlenkrolle 12 und die Changierung 13 auf die Spule 14 aufgewickelt.
Die Temperatur der Trockengalette 5 beträgt zweckmässig 50 bis 120 C.
Bei der Durchführung des Verfahrens wird der Faden durch ein Bad geleitet, das in einer Lösung, Dispersion oder Emulsion mindestens einer Substanz besteht, die zwischen 120 und<B>350 </B> C siedet, und die sich vorzugsweise entweder später durch Waschen wieder entfernen lässt oder den Charakter einer Prä paration besitzt und infolgedessen nicht stört, wenn sie auf dem Faden verbleibt. Die chemische Natur dieser Substanz spielt nur eine untergeordnete Rolle. Ausschlaggebend sind ihre physikalischen Eigen schaften, und aus diesem Grunde sind zur Durchfüh rung des Verfahrens Verbindungen der verschieden sten Stoffklassen geeignet. Wichtig ist, dass die Stoffe zwischen 120 und 350 C sieden.
Sie können bei Zimmertemperatur flüssig, sirupös, pastenartig oder filmbildend sein. Niedermolekulare kristalline Stoffe sind weniger geeignet, da sie sich auf den Galetten ab setzen. Geeignet sind ein- oder mehrwertige hochsie dende Alkohole, z. B. Glycerin und Laurinalkohole sowie Glycole und Polyglycole. Ausserdem eignen sich insbesondere Substanzen, die eine oder mehrere mit Polyestern reaktionsfähige Gruppen enthalten, wie z.
B. Hydroxyl- oder Carboxylgruppen, sowie Sub stanzen, die keine reaktionsfähigen Gruppen enthal ten und die den Polyesterfäden anquellen, wie z. B. hochsiedende Ester, hochsiedende Äther sowie aro matische hochsiedende Kohlenwasserstoffe, wie Di- phenyl.
Für die Benetzung der Fäden eignen sich weiter höhermolekulare Mono- und Dicarbonsäuren, soweit sie sich bei Temperaturen über 200 C nicht zersetzen, sowie deren Ester, z. B. der Terephthalsäuredibutyl- ester oder auch Trikresylphosphat. Brauchbare Stoffe sind ausserdem hochsiedende Phenole, Amine und Aminoalkohole, wie z. B. Diäthanolamin, sofern sie beim Erhitzen nicht zu einer Vergilbung der Fäden führen.
Zur Herstellung der Lösungen, Emulsionen, Dispersionen werden vorzugsweise Wasser oder unter 1001 C siedende organische Lösungsmittel verwendet.
Bei einem Zusatz von Farbstoffen zu der Behand lungsflüssigkeit erhält man ferner gleichzeitig ge färbte Fäden, oder es wird bei Mitverwendung opti scher Aufheller, z. B. einer Verbindung der Formel
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eine Verbesserung des Weissgrades der Fäden erzielt. Ausserdem ist es möglich, auf den Faden Schlicht mittel aufzubringen, wenn das Behandlungsbad; ausser dem Schlichtmittel enthält. So werden z. B. mit Emulsionen von sauren Polyacrylsäureestern hervor ragend geschlichtete Fäden erhalten.
Wenn man eine besonders gute Anfärbbarkeit der Fäden erzielen will und gleichzeitig ihren Griff und ihren Glanz günstig beeinflussen möchte, ist es zweck mässig, statt Fäden mit rundem Querschnitt solche mit einem Querschnittprofil zu verwenden, die eine grössere Faseroberfläche aufweisen. In Frage kommen Dreiecks-, Stern-, Hantel- oder andere Profile. Diese Fäden nehmen unter denselben Behandlungsbedin gungen mehr Farbstoff auf als Fäden mit rundem Querschnitt, so dass es möglich ist, auch sehr dunkle Färbungen ohne Mitverwendung von Carriern zu er halten.
In besonderen Fällen kann es auch vorteilhaft sein, mit Fäden aus Polyäthylenterephthalat von nied rigerer Viskosität, z. B. von der spezifischen Viskosi tät 0,450 bis 0,7000 zu arbeiten. Mit spezifischer Viskosität ist diejenige Viskosität gemeint, die man mit einer 1 %igen Lösung der Polyester in einem Lö- sungsmittelgemisch aus 60 Teilen Phenol und 40 Tei len Tetrachloräthan bei 25 C bestimmt.
Diese Fäden lassen sich unter milderen Behandlungsbedingungen, das heisst bei niedrigeren Temperaturen und geringe rem Schrumpf, bereits um denselben oder um einen höheren Prozentsatz in ihrer Farbstoffaufnahmefähig- keit verbessern als Fäden aus Polyäthylenterephthalat der spezifischen Viskosität 0,800.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können auch Fäden behandelt werden, auf welchen man chemische Stoffe, mit denen die Farbstoffaufnahme der Polyesterfäden verbessert wird, bereits zusam men mit der Spinnpräparation aufgetragen hat, wobei man zweckmässig Substanzen verwendet, z. B. hoch siedende Ester oder oxyäthylierte Säuren, die sich so wohl als Spinnpräparation als auch zur Verbesserung der Anfärbbarkeit eignen.
Die gesponnenen Fäden, die mit einer solchen Spinnpräparation behandelt wurden, werden dann wie üblich verstreckt und an schliessend der erfindungsgemässen Behandlung unter worfen. Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, den Faden aus linearen aromatischen Polyestern nach dem Wieder- verstrecken erneut bei einer Temperatur von 220 bis 350 C im kontinuierlichen Arbeitsgange um einen Betrag schrumpfen zu lassen, der kleiner ist als der Betrag, um den er vorher wiederverstreckt wurde. An schliessend wird der Faden aufgespult.
Durch diese Behandlung wird der Faden fixiert, so dass sich eine weitere Fixierung durch heisse Luft oder durch Was serdampf erübrigt. Durch die beiliegende Fig. 3 wird diese besondere Ausführungsform näher erläutert. Ein verstreckter Polyesterfaden wird mit Hilfe einer Zwirnspindel 1 gezwirnt, durchläuft dann anschlie ssend den Fadenführer 2, Umlenkrolle 3 und das Be handlungsbad 4, das mit einer Lösung, einer Disper sion oder einer Emulsion der eingangs beschriebenen Stoffe beschickt ist.
Der Faden wird mit diesen Stof fen getränkt und anschliessend auf der geheizten Ga- lette 5 mit Verlegewalze 6 getrocknet. Er durchläuft den Heizkasten 7, in welchem er um 5 bis 35 schrumpfen kann, weil die Gat_ette 8 um diesen Betrag langsamer läuft als die Galette 5. Daraufhin wird der Faden auf eine Galette 10 geleitet, die als Stufen- galette auf die Galette 5 aufgesetzt ist.
Diese Stufen- galette kann einen ebenso grösseren oder kleineren Durchmesser wie die Galette 5 haben. Sie läuft schneller als die Galette 8 mit Verlegewalze 9, so dass der Faden zwischen Galette 8 und Galette 10 mit Verlegewalze 11 um einen einstellbaren Betrag ver- streckt wird. Nach dem Verstrecken wird der Faden erneut durch einen Heizkanal 12 geleitet, der auf 220 bis 350 C geheizt ist.
Er gelangt dann über die Umlenkrolle 13 und die Changierung 14 zur Aufspul- rolle 15, die eine geringere Umfangsgeschwindigkeit aufweist als die Galette 10, so dass der Faden auf der Strecke zwischen der Galette 10 und der Aufspulung 15 im Heizkanal 12 um einen einstellbaren Betrag erneut schrumpfen kann.
Führt man beide Schrumpf vorgänge bei derselben Temperatur durch, so kann anstelle der beiden Heizkästen 7 und 12 auch nur ein Heizkasten Verwendung find, den dann der Faden zweimal durchläuft.
Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestell ten Fäden sind veredelt und lassen sich mit Disper- sionsfarbstoffen besonders gut anfärben. Ausserdem besitzen die behandelten Fäden gute textile Eigen schaften. So können z. B. ihre Schrumpfwerte je nach dem Grade der Wiederverstreckung beliebig eingestellt werden. Die für viele Zwecke bei der weiteren Ver arbeitung unerwünschte hohe Dehnung wird durch das erneute Verstrecken geringer.
<I>Beispiel 1</I> Ein Kops mit verstreckten Fäden aus Polyäthylen- terephthalat vom Titer 100(50 wird mit 350 trs(m gezwirnt und anschliessend der Faden bei Zimmertem peratur durch ein Bad geleitet, das 15% Glycerin in Wasser gelöst enthält.
Daraufhin wird der Faden mit einer Geschwindigkeit von 50 m/min über eine auf 1000 C beheizte Trocknungsgalette mit Verlegewalze geleitet, von der der Faden 12mal umschlungen wird.
Anschliessend läuft der Faden durch eine auf 2500 C beheizte, 40 cm lange Heizkammer. Daraufhin wird er von der Abzugsgalette, die von dem Faden eben falls 12mal umschlungen wird, mit einer Geschwindi- keit von 37,5 mjmin abgezogen, so dass der Faden in der Heizkammer um 25% schrumpfen kann. Der Faden umläuft dann ebenfalls 12mal eine weitere, mit 42,5 m,
lmin laufende Galette mit Verlegewalze, wobei der Faden wieder verstreckt wird. Nach dem Verlas sen dieser Galette wird der Faden aufgewickelt. Die so erhaltenen gezwirnten Fäden sind verkaufsfertig und von sehr guter Qualität. Die Fäden besitzen eine bedeutend bessere Anfärbbarkeit als Vergleichsfäden, die aus demselben Kops hergestellt wurden, jedoch in getrennten Arbeitsgängen zuerst gezwirnt und dann mit heissem Wasserdampf thermofixiert wurden.
Die Farbstoffaufnahme beim Färben mit 3 o, bezogen auf das Warengewicht, eines Farbstoffes, der hergestellt wurde durch Bromierung von 1,5-Diamino- 4,8-dioxyanthrachinon, beträgt 55,5% des eingesetz ten Farbstoffes.
<I>Beispiel 2</I> Verstreckte Fäden aus Polyäthylenterephthalat vom Titer 100(50 werden gemäss Beispiel 1 gezwirnt und weiterbehandelt. Statt der 15%igen Glycerin- lösung in Wasser wird jedoch eine 15%ige Lösung von Sebazinsäuredimethylester in Äthanol verwendet. Die Trocknungsgalette wird auf 80 C beheizt; sie läuft mit einer Geschwindigkeit von 50 mimin, während sich die zweite Galette nur mit 35 mimin bewegt.
Da durch wird der Faden auf dieser Strecke um 30% geschrumpft. Anschliessend wird der Faden um 30% wieder verstreckt und aufgespult. Nach dieser Be handlung werden die Fäden noch 20 Minuten lang mit Wasserdampf von 1100 C thermofixiert. Die resul tierenden Fäden besitzen beim Färben mit Disper- sionsfarbstoffen eine gute Anfärbbarkeit. Die Farb- stoffaufnahme beim Färben gemäss Beispiel 1 beträgt 65,0% des eingesetzten Farbstoffes.
<I>Beispiel 3</I> Verstreckte Fäden aus Polyäthylenterephthalat vom Titer 100/50 werden gemäss Beispiel 1 gezwirnt und weiterbehandelt. Das Behandlungsbad enthält eine 15%ige Lösung vom Terephthalsäuredibutylester in Methanol. Die erste Galette ist auf 800 C geheizt; sie läuft mit einer Geschwindigkeit von 50 mjmin, während sich die zweite Galette mit 35 mimin bewegt, so dass der Faden um 30% schrumpfen kann.
Die dritte Galette läuft mit 40 mjImin, wodurch der Faden wieder verstreckt wird. Die resultierenden Fäden sind durch Dispersionsfarbstoffe hervorragend anfärbbar. Bei der Färbung gemäss Beispiel 1 nehmen sie 89,0% des eingesetzten Farbstoffes auf.
<I>Beispiel 4</I> Verstreckte Fäden aus Polyäthylenterephthalat vom Titer 100'50 werden gemäss Beispiel 1 gezwirnt und mit einer 15 %igen Glycerinlösung behandelt. Die erste Galette ist auf 1000 C geheizt und läuft mit einer Geschwindigkeit von 50 mJmin, während sich die zweite Galette mit 35 mimin bewegt, so dass der Faden 30% schrumpfen kann. Die Heizkammer ist auf 2500 C beheizt.
Die dritte Galette läuft mit 50 mimin, wodurch die Fäden wieder auf die Länge vor dem Schrumpfen verstreckt werden. Nach dieser Behand lung werden sie noch auf Spulen 20 Minuten mit hei sser trockener Luft von 1800 C thermofixiert. Die resultierenden Fäden nehmen bei der Färbung gemäss Beispiel 1 53,5/" des eingesetzten Farbstoffes auf.
<I>Beispiel 5</I> Verstreckte Fäden aus Polyäthylenterephtbalat vom Titer 100/50 und der spezifischen Viskosität 0,620 werden gemäss Beispiel 1 gezwirnt und mit einer 15%igen Glycerinlösung behandelt.
Die erste Galette ist auf 1000C beheizt und bewegt sich mit 50 mimin; die zweite Galette läuft mit 40 mimin. Der Faden schrumpft in der auf 2500 C beheizten Heiz- kammer um 20% und wird dann wieder um 20% ver- streckt. Es werden Fäden erhalten, die bei der An färbung gemäss Beispiel 1 74,0% des eingesetzten Farbstoffes aufnehmen.
<I>Beispiel 6</I> Verstreckte Fäden aus Polyäthylenterephthalat vom Titer 75i35, die einen sternförmigen Querschnitt (5 Zacken) besitzen, werden gemäss Beispiel 1 ge zwirnt und mit einer Glycerinlösung behandelt. Die erste Galette ist auf 1000 C beheizt und läuft mit einer Geschwindigkeit von 50 m,min, während die zweite Galette sich mit 35 mimin bewegt, so dass der Faden in dem auf 2500 C beheizten Heizkasten um 30% schrumpft.
Die dritte Galette läuft mit 40 mimin, wobei der Faden wieder verstreckt wird. Die entstan denen Fäden zeichnen sich durch eine hervorragende Anfärbbarkeit mit Dispersionsfarbstoffen aus. Sie nehmen bei der Färbung gemäss Beispiel 1 89,5% des eingesetzten Farbstoffes auf. Gewebe, die aus den Fäden hergestellt werden, besitzen einen schönen seidenartigen Glanz.
<I>Beispiel 7</I> Verstreckte Fäden vom Titer 75i35 aus Poly- äthylenterephthalat der spezifischen Viskosität 0,620, deren Einzelkapillaren einen fünfsternförmigen Quer schnitt besitzen, werden gemäss Beispiel 1 gezwirnt und mit einer 15%igen Glycerinlösung behandelt.
Die erste Galette, die auf l000 C beheizt ist, bewegt sich mit einer Geschwindigkeit von 40 mjmin, die zweite Galette mit 32 m;min. Der Faden kann also in der auf 2500C beheizten Heizkammer um 20% schrump fen. Anschliessend wird er wieder um 20% verstreckt. Die resultierenden Fäden nehmen bei der Färbung gemäss Beispiel 1 74,5 ,% des eingesetzten Farbstoffes auf. Gewebte oder gewirkte Artikel aus diesen Fäden zeigen einen sehr schönen seidenartigen Glanz.
<I>Beispiel 8</I> Verstreckte Fäden aus Polyäthylenterephthalat vom Titer <B>100150,</B> die beim Verspinnen, mit einer Präpara- tion, bestehend aus Dioetylsebazat und einem Kon densationsprodukt aus Laurinsäure mit 7 Molen Äthylenoxyd, behandelt wurden, werden gemäss Bei spiel 1 gezwirnt und dann erneut mit einer Emulsion behandelt,
die aus 15 %p Dioetylsebazat und 15 %p eines Kondensationsproduktes aus Laurinsäure mit 7 Molen Äthylenoxyd besteht. Die erste Galette ist auf 1001>C beheizt; sie bewegt sich mit 50 mjmin,-die zweite Ga- lette mit 35 m/min, so dass der Faden in der auf 250 C beheizten Heizkammer um 30%p schrumpft.
Die dritte Galette läuft mit 45 m/min, so dass die Fäden wieder verstreckt werden. Die erhaltenen Fä den besitzen eine ausgezeichnete Anfärbbarkeit mit Dispersionsfarbstoffen. Sie nehmen bei der Färbung gemäss Beispiel 1 87,0% des eingesetzten Farbstoffes auf.
<I>Beispiel 9</I> Ein verstreckter Faden aus Polyäthylenterephtha- lat vom Titer 100/50 wird gezwirnt und dann durch eine Emulsion geleitet, die aus 6%p Dioctylsebazat, 6%p eines Kondensationsproduktes aus Oleylalkohol mit 5 Molen Äthylenoxyd und 3 %p eines Kondensa tionsproduktes aus Laurinsäure mit 7 Molen Äthylen oxyd in Wasser besteht.
Der Faden wird daraufhin auf einer auf l00 C beheizten Galette getrocknet, die von dem Faden 12mal umlaufen wird. Die Galette bewegt sich mit 50 m(min. Der Faden durchläuft dann einen 45 cm langen Heizkasten, der auf 25011 C beheizt ist, und läuft dann 12mal um eine zweite ge heizte Galette, die sich mit 35 rn/min dreht, so dass der Faden auf der Heizkastenstrecke zwischen den beiden Galetten um 300/p schrumpft. Daraufhin wird der Faden zu einer dritten Galette,
die als Stufengalette auf die erste Galette aufgesetzt ist, zurückgeleitet. Sie ist wie die erste Galette auf 100p C beheizt und dreht sich ebenfalls mit einer Geschwindigkeit von 50 m(min. Der Faden wird also um denselben Betrag wieder ver- streckt, um den er vorher schrumpfte. Er durchläuft dann zum zweiten Mal den auf 25011 C beheizten Heizkasten und wird anschliessend aufgespult.
Die Aufspulvorrichtung läuft mit 40 m/min, so dass der Faden auf dieser Strecke um 20%p erneut schrumpft. Der erhaltene Faden ist thermofixiert. Er schrumpft beim Behandeln mit kochendem Wasser um 2,4%p, in Luft von 20011 C um 3,64%p. Aus einem Farbbade, das 3 % des als Bromierungsprodukt von 1,5-Diamino-4,8- dioxy-anthrachinon erhaltenen Farbstoffes (bezogen auf Warengewicht) enthält,
nimmt der Faden beim Färben ohne Carrier 79,0%p des eingesetzten Farb stoffes auf.
<I>Beispiel 10</I> Ein verstreckter Faden aus Polyäthylenterephtha- lat vom Titer 100/50 wird gemäss Beispiel 9 gezwirnt und durch eine Emulsion geleitet, die aus<B>15%</B> Tere- phthalsäuredibutylester und 7,5% eines Kondensa tionsproduktes aus Oleylalkohol mit 5 Molen Äthylen oxyd in Wasser besteht.
Der Faden wird dann ge trocknet, bei 25011C um 30% geschrumpft, kalt um 30% wieder verstreckt und zum Schluss bei<B>2500</B> C um 25 % abermals geschrumpft und anschliessend auf- gespult. Der fertige Faden ist fixiert. Er schrumpft beim Behandeln mit kochendem Wasser um 2,3 /p, in Luft von 20011 C um 4%p. Beim Färben gemäss Bei spiel 9 nimmt der Faden 90%p des eingesetzten Farb stoffes auf.
Process for processing drawn threads from high molecular weight aromatic polyesters The processing of threads made from high molecular weight aromatic polyesters has so far been carried out in a discontinuous manner, the drawn threads being twisted and wound onto bobbins whose core consists of a flexible wire structure. The threads on these bobbins were previously subjected to a longer steam treatment, whereby the polyester threads on the bobbin could shrink and were fixed at the same time. After this heat setting process, the threads were wound onto new salable spools.
In French patent specification no. <B> 1 </B> 104 375, it is mentioned that polyester threads are treated with aqueous solutions of amines to improve their dyeability, whereupon the threads are then briefly heated to temperatures of 50 to 220 ° C. to shrink will. The threads produced in this way show an increased dye uptake compared to untreated polyester threads, but they have the major disadvantage that they quickly yellow as a result of the amino treatment when heated to higher temperatures.
Attempts have also been made (French patent no. 1218 028) to improve the dyeability of polyester threads by making them at temperatures above 200 C with functional connec tions that have reactive groups such. B. have amino-hydroxyl or carboxyl groups, treated in aqueous solution and then heated to higher temperatures for a short time. This process results in only a slight improvement in the dyeability of the polyester threads. In addition, the threads do not have satisfactory physical properties.
In French patent specification no. <B> 1 </B> 145 163, it is recommended to allow swelling agent to act on polyester threads at 100 to 180 ° C. for a period of up to 30 minutes. In this process, however, only fake, superficial stains are obtained.
Furthermore, in the French patent specification number 1077 282 it is described that the dye uptake of threads made of polyester can be increased if the structure of the threads is loosened by a shrinking process carried out at higher temperatures, with a considerable deterioration in the physical data of the threads, especially in terms of strength and elongation, must be accepted.
It has also been proposed that the processing of drawn polyester threads be carried out continuously in one operation to the ready-for-sale form. Here, the drawn threads are twisted, then passed through a solution, dispersion or emulsion of one or more substances that boil above 1200 C, and then the threads over two different fast-driven godets that serve as fixed points the first godet is heated.
During this process, the threads can shrink between 5 and 35%. At the same time, the threads are heated to temperatures between 220 and 3500 C.
The purpose of the present invention is to work up drawn threads up to the ready-for-sale form continuously in one operation and at the same time to improve the dyeability of these threads through a combined chemical and physical treatment.
The method according to the invention consists in first twisting the drawn threads in a single continuous process, then passing the twisted thread through a bath that is in a solution, dispersion or emulsion of at least one substance that is between 120 and 350.degree boils, then the thread over two godets which are driven at different speeds and which are used as fixed points, which are looped around several times by the thread and of which the first godet is heated, and forwards the thread between these godets evenly on all sides to a temperature between 220 and 350 C,
preferably between 250 and 280 C, heated for a time of 0.1 to 5 seconds, preferably 0.2 to 1 second, and at the same time it can shrink by an adjustable amount of 5 to 35 h, preferably 10 to 25 h , then stretched again and winds up the treated thread.
In general, the post-drawing is expediently carried out so that the finished threads have the most favorable boiling or thermal shrinkage for their further processing in the weaving mill or in the knitting mill, so that there is no need to fix the threads produced in this way. The term boiling shrinkage is understood as the amount of shrinkage, expressed as a percentage, that a thread receives when immersed in boiling water.
The term “thermal shrinkage” should be understood to mean the amount of shrinkage of a thread after it has been introduced into hot air at 200 C for a period of a few seconds.
If the threads are re-drawn by the same or a higher amount than the threads were previously allowed to shrink, it is useful to treat the re-drawn threads with the aid of steam or dry, hot air.
The process according to the invention can be carried out in the following manner (see FIG. 1): The drawn threads made of linear aromatic polyesters are wound on a cop; this cop is attached to a rapidly rotating spindle 1 and the thread is pulled off upwards.
In this process, the thread is twisted, then it runs over a thread guide 2, a deflection roller 3, whereupon it is guided through a treatment bath which is located in a container 4; then the thread is getrock net on the heated godet 5 and passed through the heating box 7, the temperature of which is 220 to 250. Between the godets 5 and 8, which are used as fixed points and which are rotated several times by the thread, the thread can shrink by an amount between 5 and <B> 350 /, </B>.
The thread then runs to a further godet 10, which has a higher speed than the godet 8, so that the thread between godet 8 and godet 10 is stretched by 5 to 35 hours. The thread is then wound onto the bobbin 14.
The transfer symbols 6, 9, 11 and 12 relate to laying rollers; 13 is a thread guide which is attached to a traversing lever.
A further embodiment of the method according to the invention is illustrated in FIG. 2: The thread is twisted as in FIG. 1 and passed through the treatment liquid. Then it is dried on the heated godet 5, then passes through the heating channel 7 (temperature 220 to 350 C) and then reaches the slower running godet B. Between godet 5 and godet 8, the thread can shrink by any desired amount.
The thread is then directed to a third godet 10, which is placed on the godet 5 as a step godet. The step godet 10 runs faster than the godet 8, so that the thread is stretched between the godet 8 and the step godet, to a smaller extent than it was previously able to shrink. After stretching, the thread is wound onto the bobbin 14 via the deflecting roller 12 and the traversing mechanism 13.
The temperature of the drying godet 5 is expediently 50 to 120 C.
When carrying out the method, the thread is passed through a bath which consists of a solution, dispersion or emulsion of at least one substance which boils between 120 and 350 C and which is preferably either washed again later can be removed or has the character of a preparation and consequently does not bother if it remains on the thread. The chemical nature of this substance only plays a subordinate role. Their physical properties are decisive, and for this reason compounds of the most diverse classes of substances are suitable for carrying out the process. It is important that the substances boil between 120 and 350 C.
They can be liquid, syrupy, paste-like or film-forming at room temperature. Low molecular weight crystalline substances are less suitable because they settle on the godets. Mono- or polyhydric hochsie Dende alcohols such. B. glycerol and lauric alcohols and glycols and polyglycols. In addition, substances are particularly suitable which contain one or more groups reactive with polyesters, such as.
B. hydroxyl or carboxyl groups, as well as substances that contain no reactive groups th and swell the polyester threads, such. B. high-boiling esters, high-boiling ethers and aromatic high-boiling hydrocarbons such as diphenyl.
Higher molecular weight monocarboxylic and dicarboxylic acids are also suitable for wetting the threads, provided they do not decompose at temperatures above 200.degree. C., as well as their esters, e.g. B. the terephthalic acid dibutyl ester or tricresyl phosphate. Usable substances are also high-boiling phenols, amines and amino alcohols, such as. B. Diethanolamine, provided that they do not lead to yellowing of the threads when heated.
Water or organic solvents boiling below 100 ° C. are preferably used to prepare the solutions, emulsions, and dispersions.
With the addition of dyes to the treatment liquid you also get dyed threads at the same time, or it is with the use of optical shear brighteners, for. B. a compound of the formula
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an improvement in the whiteness of the threads is achieved. It is also possible to apply sizing medium to the thread when the treatment bath; in addition to the sizing agent. So z. B. obtained excellent sized threads with emulsions of acidic polyacrylic acid esters.
If you want to achieve a particularly good dyeability of the threads and at the same time want to influence their grip and gloss favorably, it is useful to use threads with a cross-section profile that have a larger fiber surface instead of threads with a round cross-section. Triangle, star, dumbbell or other profiles come into question. Under the same treatment conditions, these threads absorb more dye than threads with a round cross-section, so that it is possible to obtain even very dark colors without using carriers.
In special cases, it may also be advantageous to use threads made of polyethylene terephthalate of lower viscosity, eg. B. from the specific Viskosi ity 0.450 to 0.7000 to work. Specific viscosity means that viscosity which is determined at 25 ° C. with a 1% solution of the polyester in a solvent mixture of 60 parts of phenol and 40 parts of tetrachloroethane.
Under milder treatment conditions, that is, at lower temperatures and less shrinkage, these threads can be improved in their dye absorption capacity by the same or a higher percentage than threads made of polyethylene terephthalate with a specific viscosity of 0.800.
According to the inventive method, threads can also be treated on which chemical substances with which the dye absorption of the polyester threads is improved, has already been applied together with the spin finish, whereby substances are expediently used, eg. B. high-boiling esters or oxyethylated acids, which are suitable as spin finish as well as to improve the dyeability.
The spun threads which have been treated with such a spin finish are then stretched as usual and then subjected to the treatment according to the invention. A further embodiment of the method according to the invention consists in having the thread of linear aromatic polyesters after re-drawing again at a temperature of 220 to 350 C in a continuous operation to shrink by an amount which is smaller than the amount by which it was previously stretched again. The thread is then wound up.
This treatment fixes the thread, so that further fixation with hot air or water vapor is not necessary. This particular embodiment is explained in more detail by the enclosed FIG. 3. A stretched polyester thread is twisted with the help of a twisting spindle 1, then passes through the thread guide 2, deflection roller 3 and the treatment bath 4, which is charged with a solution, a dispersion or an emulsion of the substances described above.
The thread is soaked with these substances and then dried on the heated pallet 5 with the laying roller 6. It runs through the heating box 7, in which it can shrink by 5 to 35 because the gate 8 runs slower than the godet 5 by this amount. The thread is then directed to a godet 10, which is placed on the godet 5 as a step godet is.
This step galette can have a larger or smaller diameter than the galette 5. It runs faster than the godet 8 with the laying roller 9, so that the thread between the godet 8 and the godet 10 with the laying roller 11 is stretched by an adjustable amount. After drawing, the thread is again passed through a heating channel 12 which is heated to 220 to 350.degree.
It then arrives via the deflecting roller 13 and the traversing 14 to the winding roller 15, which has a lower peripheral speed than the godet 10, so that the thread on the path between the godet 10 and the winding 15 in the heating channel 12 again by an adjustable amount can shrink.
If both shrinking processes are carried out at the same temperature, only one heating box can be used instead of the two heating boxes 7 and 12, through which the thread then passes twice.
The threads produced by the method of the invention are refined and can be dyed particularly well with dispersion dyes. In addition, the treated threads have good textile properties. So z. B. their shrinkage values can be set arbitrarily depending on the degree of re-stretching. The high elongation, which is undesirable for many purposes in further processing, is reduced by the renewed stretching.
<I> Example 1 </I> A cop with drawn threads made of polyethylene terephthalate with a titer of 100 (50 is twisted with 350 trs (m and then the thread is passed through a bath at room temperature which contains 15% glycerine dissolved in water .
The thread is then passed at a speed of 50 m / min over a drying godet heated to 1000 C with a laying roller, by which the thread is looped 12 times.
The thread then runs through a 40 cm long heating chamber heated to 2500 C. Thereupon it is drawn off from the draw-off godet, around which the thread also loops 12 times, at a speed of 37.5 m / min, so that the thread can shrink by 25% in the heating chamber. The thread then runs around another 12 times, with 42.5 m,
lmin running godet with laying roller, the thread being stretched again. After leaving this godet, the thread is wound up. The twisted threads thus obtained are ready for sale and of very good quality. The threads have a significantly better dyeability than comparison threads, which were made from the same cop, but were first twisted in separate operations and then heat-set with hot steam.
The dye uptake when dyeing with 3 o, based on the weight of the goods, of a dye which was prepared by bromination of 1,5-diamino-4,8-dioxyanthraquinone is 55.5% of the dye used.
<I> Example 2 </I> Drawn threads made of polyethylene terephthalate with a denier of 100 (50 are twisted and further treated according to Example 1. Instead of the 15% glycerol solution in water, however, a 15% solution of dimethyl sebacate in ethanol is used The drying godet is heated to 80 C; it runs at a speed of 50 mm, while the second godet only moves at 35 mm.
As a result, the thread is shrunk by 30% on this route. The thread is then stretched again by 30% and wound up. After this treatment, the threads are heat-set with steam at 1100 C for a further 20 minutes. When dyeing with disperse dyes, the resulting threads are easy to dye. The dye uptake during dyeing according to Example 1 is 65.0% of the dye used.
<I> Example 3 </I> Drawn threads made of polyethylene terephthalate with a titer of 100/50 are twisted according to Example 1 and treated further. The treatment bath contains a 15% solution of terephthalic acid dibutyl ester in methanol. The first godet is heated to 800 C; it runs at a speed of 50 m / min, while the second godet moves at 35 m / min, so that the thread can shrink by 30%.
The third godet runs at 40 mjImin, whereby the thread is drawn again. The resulting threads can be dyed extremely well using disperse dyes. When dyeing according to Example 1, they take up 89.0% of the dye used.
<I> Example 4 </I> Drawn threads made of polyethylene terephthalate with a titer of 100.50 are twisted according to Example 1 and treated with a 15% glycerol solution. The first godet is heated to 1000 C and runs at a speed of 50 mJmin, while the second godet moves at 35 mm, so that the thread can shrink by 30%. The heating chamber is heated to 2500 C.
The third godet runs at 50 mm, which means that the threads are stretched back to the length before shrinking. After this treatment, they are heat-set on bobbins for 20 minutes with hot, dry air at 1800 C. The resulting threads take on 53.5 ″ of the dye used when dyeing according to Example 1.
<I> Example 5 </I> Drawn threads made of polyethylene terephthalate with a titre of 100/50 and a specific viscosity of 0.620 are twisted according to Example 1 and treated with a 15% strength glycerol solution.
The first godet is heated to 1000C and moves at 50 mm; the second godet runs at 40 min. The thread shrinks by 20% in the heating chamber heated to 2500 C and is then stretched again by 20%. Threads are obtained which absorb 74.0% of the dye used in the dyeing according to Example 1.
<I> Example 6 </I> Drawn threads made of polyethylene terephthalate with a titer of 75/35, which have a star-shaped cross section (5 spikes), are twisted according to Example 1 and treated with a glycerol solution. The first godet is heated to 1000 C and runs at a speed of 50 m, min, while the second godet moves at 35 mm, so that the thread in the heating box heated to 2500 C shrinks by 30%.
The third godet runs at 40 mm, whereby the thread is stretched again. The threads produced are characterized by excellent dyeability with disperse dyes. When dyeing according to Example 1, they take up 89.5% of the dye used. Fabrics made from the threads have a beautiful silk-like sheen.
Example 7 Drawn threads with a titer of 75i35 made of polyethylene terephthalate with a specific viscosity of 0.620, the individual capillaries of which have a five-star cross-section, are twisted according to Example 1 and treated with a 15% glycerol solution.
The first godet, which is heated to 1000 C, moves at a speed of 40 mjmin, the second godet with 32 m; min. The thread can therefore shrink by 20% in the heating chamber heated to 2500C. It is then stretched again by 20%. When dyeing according to Example 1, the resulting threads take up 74.5% of the dye used. Woven or knitted articles made from these threads have a very beautiful silk-like sheen.
<I> Example 8 </I> Drawn threads made of polyethylene terephthalate with a titre of <B> 100150 </B> which were treated during spinning with a preparation consisting of dioethyl sebacate and a condensation product of lauric acid with 7 moles of ethylene oxide , are twisted according to example 1 and then treated again with an emulsion,
which consists of 15% p dioethyl sebazate and 15% p of a condensation product of lauric acid with 7 moles of ethylene oxide. The first godet is heated to 1001> C; it moves at 50 mjmin, the second galette at 35 m / min, so that the thread in the heating chamber heated to 250 C shrinks by 30% p.
The third godet runs at 45 m / min, so that the threads are drawn again. The threads obtained have excellent dyeability with disperse dyes. When dyeing according to Example 1, they take up 87.0% of the dye used.
<I> Example 9 </I> A drawn thread made of polyethylene terephthalate with a titer of 100/50 is twisted and then passed through an emulsion composed of 6% p dioctyl sebacate, 6% p of a condensation product of oleyl alcohol with 5 moles of ethylene oxide and 3 % p of a condensation product of lauric acid with 7 moles of ethylene oxide in water.
The thread is then dried on a godet heated to 100 ° C. around which the thread rotates 12 times. The godet moves at 50 m (min. The thread then runs through a 45 cm long heating box, which is heated to 25011 C, and then runs 12 times around a second heated godet, which rotates at 35 rn / min, so that the The thread on the heating box section between the two godets shrinks by 300 / p. The thread then becomes a third godet,
which is placed on the first godet as a step godet. Like the first godet, it is heated to 100p C and also rotates at a speed of 50 m (min. The thread is thus stretched again by the same amount by which it previously shrunk. It then passes through the 25011 for the second time C heated heating box and is then wound up.
The winding device runs at 40 m / min, so that the thread shrinks again by 20% p over this distance. The thread obtained is thermoset. When treated with boiling water it shrinks by 2.4% p.a. in air at 20011 C by 3.64% p. From a dye bath containing 3% of the dye obtained as the bromination product of 1,5-diamino-4,8-dioxy-anthraquinone (based on the weight of the goods),
the thread takes up 79.0% p of the dye used when dyeing without a carrier.
<I> Example 10 </I> A drawn thread made of polyethylene terephthalate with a titer of 100/50 is twisted according to Example 9 and passed through an emulsion which consists of 15% dibutyl terephthalate and 7.5 % of a condensation product of oleyl alcohol with 5 moles of ethylene oxide in water.
The thread is then dried, shrunk by 30% at 25011C, stretched again cold by 30% and finally shrunk by 25% again at 2500C and then wound up. The finished thread is fixed. It shrinks by 2.3 / p when treated with boiling water and by 4% p. In air at 20011 C. When dyeing according to Example 9, the thread takes up 90% p of the dye used.