DD216261A1 - Verfahren zur herstellung von weitgehend oder vollstaendig orientierten polyamidfaeden mit hoher anfaerbegleichmaessigkeit - Google Patents

Abstract

Die Faeden eignen sich besonders zur Herstellung von Kettenwirkwaren fuer den Oberbekleidungssektor, Untertrikotagen und Nachtwaesche, da durch sie eine hohe Anfaerbegleichmaessigkeit im einbadig gefaerbten textilen Flaechengebilde erzielt wird. Ziel und Aufgabe der Erfindung ist es, auf direktem Weg Polyamidfaeden zu erzeugen, die sich durch eine hohe Anfaerbegleichmaessigkeit auszeichnen. Die Aufgabe wird erfuellt, wenn Polyamidgranulat mit einem Stabilisierungsgrad von ueber 0,1 % getrocknet und aufgeschmolzen wird, dessen Restfeuchtegehalt bei 373 Grad K sich zu dem aus dem Stabilisierungsgrad ergebenden Gleichgewichtswasserwert der Schmelze im Verhaeltnis von > 0,2 steht, es aufgeschmolzen und versponnen wird, wobei die Foerdermengen pro Duese nicht mehr als 3,5 Masse-% voneinander unterscheiden und die Faeden mit einer Emulsion beauflagt werden, so dass der Primaerfeuchtegehalt auf dem Faden zum Gleichgewichtswasserwert der Schmelze im Verhaeltnis 1:1 bis 40:1 steht, wobei die Emulsionsauflage zwischen den Faeden von verschiedenen Spinnduesen nicht mehr als 10 % betragen darf.

Description

Titel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von weitgehend oder vollständig orientierten Polyamidfäden mit hoher Anfärbegleichmäßigkeit ·

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von weitgehend oder vollständig orientierten Polyamidfäden auf der Basis eines Polyamid-6, insbesondere bei hohen Spinngeschwindigkeiten,, mit gleichmäßiger Anfärbung im textilen Flächengebilde nach' dem Färbeprozeß.

Die erzeugten Fäden zeichnen sich auf Grund ihrer Konstitution bei der Weiterverarbeitung, besonders zu einfarbigen textilen Flächengebilden, durch eine hohe Anfärbegleichmäßigkeit aus. Sie eignen sich besonders zur Herstellung von Kettenwirkwaren für den Oberbekleidungssektor, d.h. als Kittel- und Futterstoffe, ferner für Untertrikotagen und Nachtwäschesektor sowie den Rundstricksektor, wobei beim Färbeprozeß eins hohe Anfärbegleichmäßigkeit beim Einsatz von Dispersions-Säure- oder Metallkomplexfarbstof.fen erzielt wird. '

Das Verfahren ist besonders £ür Polyamidfäden mit einer Fadenfeinheit bis 15 tex, vorzugsweise 2,2 tex bis 10 tex,

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nach dem Schnellspinn- (SSW) oder nach dem Spinn-Reok-

Winde-Verfahren (SRW) geeignet. Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß die nach diskontinuierlichen, d.h. klassischen Verfahren hergestellten Polyamidseiden mit einer Fadenfeinheit unter 15 tex mit einer hohen Reißfestigkeit und verminderter Reißdehnung stark streifig bei der einbadigen Färbung (Unifärbung) von Kettenwirkware anfärben. Diese Tatsache ist auf die getrennte Prozeßführung von Spinnen und Recken zurückzuführen, wodurch besonders Schwankungen unter anderem in der molekularen und übermolekularen Struktur sowie in der Fadengeometrie begünstigt werden.

Allen bekannten diskontinuierlichen und kontinuierlichen Verfahren ist gemeinsam, daß das schmelzflüssige Polymere bei Temperaturen um 543 ⁰I^ durch geeignete Spinnpumpen zu den Düsenpaketen gefördert und durch Düseqplatten zu einem Fadenbündel, bestehend aus bis zu 70 Elementarfäden, vorzugsweise 3 - 36 Elementarfäden, mit rundem oder profiliertem Fadenquerschnitt, extrudiert werden.

Die eingesetzten Düsenplatten besitzen dabei in Abhängigkeit von der geforderten Fadenfeinheit einen Düsenlochdurchmesser von 0,2 - 0,4 mm, vorzugsweise Von 0,2 -0,3 mm, wobei die Abzugsgeschwindigkeit der Fäden von der Düse be;L diskontinuierlichen Verfahren - klassische Epspinnung - im Bereich von 600 - 1200 m/min und in kontinuierlichen Verfahren - Schnellspinnverfahr.en - bei 4000 m/min und mehr variiert werden kann. *

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Eg ist ferner bekannt, daß zwischen der Spinndüse und der 1. Abzugsgalette eine wäßrige Spinnpräparation auf die frisch ersponnenen Fäden aufgetragen wird und der so befeuchtete Faden beim Schnellspinnverfahren nach dem Verlassen der 2. Abzugsgalette direkt auf Hülsen aufgewunden wdrd.

Die so hergestellten und weitgehend orientierten Polyamidfäden mit einer Fadenfeinheit unter 15 tex führein ähnlich wie bei klassisch hergestellter Polyamidseide besonders in einfarbig gefärbten textlien Flächengebilden zu Farbstreifigkeiten, d.h. der visuelle Eindruck der Anfärbegleichmäßigkeit wird durch die gleichmäßige Anfärbung der einzelnen Polyamidfäden stark beeinträchtigt. Die aus den Fäden hergestellten Waren besitzen nach.dem Färben mehr oder minder ausgeprägte helle und dunkle Streifen in Kettrichtung, wobei zwischen benachbarten Fäden oder Fadengruppen Farbunterschiede vorliegen.

Das unkontrollierte Auftreten der Farbstreifigkeit ist nicht erwünscht und konnte bisher nicht zufriedenstellend gelöst werden. Untersuchungen in diesem Zusammenhang ergaben, daß die Farbstreifigkeit der Polyamidseide durch eine Vielzahl von Einflußfaktoren während des Herstellungsprozesses hervorgerufen werden kann.

So ist u.a. bekannt, daß Schwankungen der Lösungsviskosität des eingesetzten Polyamidgranulates, der Temperatur der Anblasluft im Spinnschacht, der Spinngeschwindigkeit, der Fadenfeinheit ', der Reckgeschwindigkeit u.a. mehr einen Einfluß auf das. Anfärbeverhalten der Polyamidseide haben, vgl. hierzu Morgenstern, W.; Textilveredlung, Weinfelden, Schweiz, 8 (1973) 4, S. 213 - 217.

Die Chemiefaserhersteller sind daher bestrebt durch eine weitgehend konstante Fahrweise bzw. durch Modifizierung des Herstellungsprozesses des Polyamid-6, die von der Textilindustrie geforderte Anfärbegleichmäßigkeit so gut wie möglich zu erreichen· ,

Aus einzelnen Verfahrensschritten ist bekannt/daß beispielsweise durch Einengung der Lösungsviskosität des eingesetzten Polyamidgranulates auf - 0,01, durch Erhöhung der Anblasiufttemperatur auf 303 -. 313 ⁰K, durch Anwendung hoher Spritzgeschwindigkeiten bei niedrigem Spinnereiklima von ca. 35 % rel . Luftfeuchte oder durch Anwendung geringer Reckgeschwindigkeiten unter 600 m/min ein positiver Effekt in der Anfärbegleichmäßigkeit erzielt werden soll, vgl. hierzu Rusnak, 3., Zoborne, F., Levai, G. Y. Magyar Textiltechnika 29 (1975) 8, S. 396 - 398.

In der Patentschrift CJP-OS 77 34019 wird ein Verfahren beschrieben, bei dem die Farbgleichmäßigkeit texturierter Fäden durch spezielle Modifizierung des Schmelzspinnprozesses von Polyamid 6 sowie der Recktechnologie positiv beeinflußt wird, wobei die Schrumpfung der Polyamidfäden bei 373 ⁰K und 333 ⁰K im Verhältnis 0,8 - 1,2 und bei 433 ⁰K sowie 373 ⁰K im Verhältnis < 1,5 zueinander stehen.

Ferner ist ein Herstellungsverfahren bekannt, bei welchem Polyamid 6 bei 528 ⁰K versponnen, anschließend mit einer wäßrigen Emulsion beschichtet sowie die 3,2 Masse% Wasser enthaltenden Fäden bei 443 ⁰K um 20 % gereckt wird. Auf Basis dieser Verfahrensschritte soll eine Polyamidseide erhalten werden, die eine hohe Anfärbegleichmäßigkeit aufweist (OP-OS 77 85517).

Die Anwendung der angeführten Verfahren wirkt eich unter anderem negativ auf die Ökonomie des Herstellungsprozesses der Polyamidfeinseide aus und führt auch teilweise zu Arbeitserschwernissen im Produktionsprozeß. So kann es z.B. bei niedrigen Raumfeuchten zu einer verstärkten Nachlängung der Spinnseide kommen. Verbunden ist damit dann ein . zu lockerer Wickelaufbau, wodurch die nachfolgenden Verarbeitungsstufen negativ beeinflußt werden. Auch die Anwendung niedriger Reckgeschwindigkeiten beim klassischen Verfahren gegenüber den bevorzugt angewendeten Geschwindigkeiten von 900 - 1100 m/min bedeutet eine Senkung der Arbeitsproduktivität des Verfahrens. Nachteilig auf die Ökonomie des Verfahrens wirkt sich auch eine Erhöhung der Anblaslufttemperatur im Spinnschacht aus, da die Energieaufwendungen steigen und das Klima im Aufspulraum negativ beeinflußt wird.

In der Patentschrift WP D 01 D/244 642-3 wird eine Kombination von Verfahrensschritten beschrieben, wobei gleichmäßig anfärbbare Polyamidfäden, insbesondere durch den Einsatz eines Polyamids mit niedrigstabilisiertem Polyamid in Verbindung mit,einer gezielten Feuchtebeauflagung des Spinnfadens erreicht werden sollen.

Ferner sind Verfahren bekannt, wo am fertigen textlien Flächengebilde das Anfärbeverhalten durch zusätzlich eingeführte Veredlungsstufen positiv beeinflußt werden soll. Die Vergleichmäßigung des Färbeprozesses soll durch Zusatz von farbegalisierenden Textilhilfsmitteln zur Farbflotte erzielt werden, vgl. u.a. Gärtner, R., Scheller, M., Steinmüller, H. Dt. Textiltechnik 20 (1970) 6 S. 380 381 und 18 (1968) 10 S. 639 - 643;

Anischtschick, 0. N. - Tekstil. Prom. Moskva 39 (1979) 8, S. 60 - 62, Satunova, N, A. Sowj. Beiträge Faserforschung und Textiltechnik 16 (1979) 5, S. 259-261.

In der Praxis hat sich jedoch wiederholt gezeigt, daß ₍

diese Textilhilfsmittel nur in einer begrenzten Anzahl von Farbstoffen, vorzugsweise aus der Gruppe der Säurefarbstoffe, eine egalisierende Wirkung der Anfärbung ergeben, d.h. die Farbstreifigkeit wird gemindert, jedoch nicht restlos beseitigt.

Eine teilweise Verbesserung der Anfärbegleichmäßigkeit textiler Flächengebilde aus Polyamid wird durch eine thermische oder hydrothermische Behandlung der Rohwirkware bzw. durch eine Kombination beider Vorbehandlungsmethoden vor dem Färben erzielt, vgl. hierzu Bzesinki, S. - Tekstil Prom., Moskva 40 (1980) 11, S. 15 - 17, Verma, M. S._f Batra, H. S. - Indian Textile D. 90 (1980) S. 93 -103; Wlochowicz. A. Dt. Textiltechnik 22 (1972) 7, S. 422-425.

Durch diese im Rahmen der Veredlung des textlien Flächengebilde angewandte zusätzlichen Modifizierungsstufe sollen vorhandene Unterschiede in der übermolekularen Struktur des Polyamids abgebaut werden. Die Anwendung solcher zusätzlichen Vorbehandlungsstufen sind jedoch zeit- und energieaufwendig, so daß Färbungen in der Praxis vorwiegend unter hydrothermischen Bedingungen vorgenommen werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Verfahren zur Herstellung von weitgehend oder vollständig orientierten Polyamid-6-Fäden so zu gestalten, daß auf ökonomische Weise ohne chemischen Eingriff auf das Ausgangspolymere zu nehmen, gewährleistet wird, daß die erzeugten Pölyamidfäden in gefärbtem, insbesondere im einbadig, d.h. unigefärbten, textlien Flächengebilde kein® Farbstreifigkeit aufweisen

bzw. eine hohe Anfärbegleichmäßigkeit in Qualität und Farbbrillanz des hergestellten Produktes erzielt wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Das Wesen der Erfindung besteht darin, durch eine neuartige Kombination von Verfahrensschritten die zur Herstellung von weitgehend oder vollständig orientierten Polyamid-B-Fäden so zu gestalten, daß auf direktem Weg Polyaraidfäden erzeugt werden, die im erzeugten textlien Flächengebilde nach dem Farbprozeß, vorzugsweise bei der Einfärbebehandlung keine störenden Farbstreifigkeiten aufweisen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Polyamidgranulat mit einem hohen Stabilisierungsgrad von über 0,1 %,· vorzugsweise von 0,12 bis 0,18 %, so getrocknet und aufgeschmolzen wird, daß der Restfeuchtegehalt des getrockneten Granulates zu dem sich aus dem Stabilisierungsgrad ergebenden Gleichgewichtswasserwert der Schmelze in einem Verhältnis größer 0,2, vorzugsweise von 0,3 bis 0,4 steht.

Zweckmäßig ist es, wenn bei der Verspinnung von diskontinuierlich hergestelltem Granulat sich die Differenz im Mattierungsmittelgehalt nicht mehr als -0,09 Masse% und im Restfeuchtegehalt der aufeinanderfolgenden Granulatchargen nicht mehr als 0,05 Massel, vorzugsweise nicht mehr als 0,03 Masse%, beträgt.

Anschließend wird die Schmelze durch Spinnpumpen und Düsen so gefördert und versponnen, daß sich die Förderinengen pro Düse (Spinnstelle) nicht mehr als 3,5 Massel, vorzugsweise nicht mehr als 2,8 Masse%, voneinander unterscheiden.

Die frisch ersponnenen Fäden werden mittels einer Spinnpräpariereinrichtung, vorzugsweise mittels einer zweiseitigen Zwangsdosierung, so mit einer wäßrigen oder wasserarmen Emulsion beauflagt, daß der Primärfeuchtegehalt auf dem ersponnenen Fäden zum Gleichgewichtswasserwert der Schmelze im Verhältnis 1 : 1 bis 40 : 1, vorzugsweise im Verhältnis 1 : 1 bis 25 : Ij steht und die Schwankungen der Primärbefeuchtung zwischen den Fäden verschiedener Spinn- und Spulstellen nicht mehr als 10 % vom Absolut-Feuchtewert des oberen Grenzverhältnisses beträgt. Die ersponnenen Fäden werden dann in bekannterweise geführt und aufgewunden.

Überraschend wurde gefunden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fäden keine störende Farbstreifigkeit beim Färbeprozeß im textilen Flächengebilde aufweisen.

Die Abweichungen der Materialeigenschaften zwischen den einzelnen Reckspulen kann so durch das erfindungsgemäße Verfahren ausgeglichen werden, so daß der optische Empfindungsunterschied aE benachbarter Fadenstücke im gefärbten textilen Flächengebilde den Grenzwert von

>^Emax ^{a 4}·²⁵ · ¹⁰~³

nicht übersteigt· Der optische Empfindungsunterschied lE benachbarter Fadenstücke hängt wie bekannt, im wesentlichen vom Unterschied in der Farbstoffkonzentration ^C im Faden und vom Unterschied in der Fadenfeinheit_ΔΤ ab. Durch die Kombination der Verfahrensschritte wird erzielt/ daß im einzelnen folgende Grenzwerte in den Schwankungen zwischen den Aufmachungseinheiten nicht überschritten werden

— 9 —'

.- 9 -

^{Δ T}t V = 2,8 %

1.0%

T ' max

C ' max E errechnet sich aus

^B .. . /

B = Blau-Reflexionsgrad, gemessen am Leukometer mit Glühlampe bei einer Schwerpunktwellenlänge von 460 nm und einer Halbwertsbreite von 40 nm für eine unendliche Schichtdicke«

Beim SRW-Prozeß ist es erforderlich die Temperatur der Heizeinrichtungen auf eine relative Schwankungsbreite

^{VOn Δ}1? ·" ⁸ % ^2U begrenzen.

Yq max ..'

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der wässrigen oder wasserarmen Präparationsemulsion bis 5 % Masse, vorzugsweise 2 %, eines bekannten Farbegalisiermittels zugesetzt wird. Erfindungsgemäß wird die Farbgleichmäßigkeit insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten verbessert. ;

Oas schließt nicht aus, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei üblichen Spinngeschwindigkeiten angewendet werden kann, da die Anfärbegleichmäßigkeit ebenfalls verbessert wird.

Zweckmäßig ist es bei getrennter Durchführung von Spinnen und Recken die Klimatisierzeiten der Spinnspulen.auf maximal 2 Stunden festzulegen.

Die Erfindung wird am folgenden Beispiel beschrieben:

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- ίο -

Aus f üh rungs be isp iel

Erfindungsgemäß wurde ein Polyamidgranulat mit einem Mattierungsmittelgehalt von 0,3 Massel und einem Stabilisierungsgrad von 0,18 % eingesetzt. Bei der Trocknung des Granulates bei 373 ⁰K wurde dann das Verhältnis vom Wassergehalt des Granulates zum Gleichgewichtswassergehalt der Schmelze auf 0,33 eingestellt. Das so stabilisierte und getrocknete Granulat wurde einem Extruder zugeführt, bei 538 ⁰K aufgeschmolzen und die Schmelze durch geeignete Pumpen zu den Düsen gefördert und zu Fäden versponnen, die mit einer Spinngeschwindigkeit von 3800 m/min von den Düsen abgezogen wurden. Erfindungsgemäß wurden die Bedingungen an den Pumpen und Düsen dabei so eingestellt, daß die Abweichungen in den Fördermengen zwischen den Düsen nicht mehr als 2,7 Masse% vom gewählten Spinn]titer betrugen. Zwischen Düse und 1. Abzugsgalette wurden die Fäden mit Hilfe einer Zwangsdosiereinrichtung, vorzugsweise eines doppelseitigen Zwangsdosierung so behandelt, daß die Primärbefeuchtung der Fäden zum Gleichgewichtswasserwert der Schmelze im Verhältnis 16 : 1 steht und die Schwankungen der Primärbefeuchtung zwischen den Fäden der verschiedenen Spinn- und Spulstellen nur 8 % von Absolutwert der Befeuchtung betragen. Nach Passieren einer 2. Abzugsgalette, die auf einer Geschwindigkeit von 4000 m/min eingestellt war, wurden die weitgehend orientierten Fäden mit einer Feinheit von 4,4 tex f (9) aufgewunden. -

Die Farbgleichmäßigkeitsprüfung erfolgte an 200 Spulen in der Aufmachungsform Kettenwirkware. Die Anfärbegleichmäßigkeit des textlien Flächengebildes nach der Oigger-Färbung mit den Säurefarbstoffen Nylosan blau PRL und Nylosan marine blau NRBL bzw. nach der HT-Baumfärbung

unter Einsatz von Metallkomplexfarbstoff (Wofalane) entsprach dem Vergleichsetaion für ein standardgerechtes Farbgleichmäßigkeitsbild.

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Claims (1)

1. E r f i ndu ngs ansp^ru ch

   1. Verfahren zur Herstellung von weitgehend oder vollständig orientierten Polyamidfäden mit hoher Anfärbegleichmäßigkeit im textlien Flächengebilde, vorzugsweise als Kettenwirkware, nach dem einbadigen Pärbeprozeß unter Einsatz von Dispersions-, Säure- oder Metallkomplexfarbstoffen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Polyemidgranulat mit einem hohen Stabilisierungsgrad von über 0,1, vorzugsweise von 0,12 - 0,18 %, so getrocknet und aufgeschmolzen wird, daß der , Restfeuchtegehalt des getrockneten Granulats zu dem eich aus dem Stabilisierungsgrad ergebenden Gleichgewichtswasserwert der Schmelze in einem Verhältnis von > 0,2, vorzugsweise von 0,3 - 0,4, steht, die Schmelze durch Spinnpumpen und Düsen gefördert und versponnen wird, wobei sich die Fördermengen pro Düse nicht mehr als 3,5 Masse%, vorzugsweise nicht mehr als 2,8 Massel, voneinander unterscheiden und die ersponnenen Fäden mittels einer geeigneten Spinnpräpariereinrichtung, vorzugsweise einer zweiseitigen Zwangsdosierung, mit einer wäßrigen oder wasserarmen Emulsion beauflagt werden, so daß der Primärfeuchtegehalt auf dem Faden zum Gleichgewichtswasserwert der Schmelze im Verhältnis 1 : 1 bis 40 : 1, vorzugsweise im Verhältnis 1 ; I^s bis 25 ; 1 steht, wobei

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   die Emulsionsauflage zwischen den Fäden von verschiedenen Spinndüsen nicht mehr als IO % vom Absolutfeuchtewert das oberen Grenzverhältnisses betragen soll und die Fäden in bekannterweise geführt und aufgewunden werden.

   Verfahren zur Herstellung von weitgehend oder vollständig orientierten Polyamidfäden nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß einer wäßrigen oder wasserarmen Präparationsemulsion bis 5% Masse, vorzugsweise 2 ,%, ein an sich bekanntes Farbegalisiermittel zugesetzt wird.