DD249053A1 - Verfahren zur herstellung von hydrophilen polyesterfasern - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrophilen Polyesterfasern zur Substitution von nativen Fasern. Ziel und Aufgabe ist es, auf der Basis des Zusatzes viskositaetsmodifizierten Polyethylenglykols zum Polyester kostenguenstig hydrophile Polyesterfasern zu erhalten. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass dem Polyester vor dem Verspinnen 10-30 Gew.-% eines Polyethylenglykol-Diandiglycidetheradduktes zugesetzt werden, wobei das zugrundegelegte Polyethylenglykol ein Molekulargewicht von etwa 4 000 besitzt und der Gehalt an Diandiglycidether 2-8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtaddukt, betraegt. Die erfindungsgemaessen Fasern zeichnen sich neben dem hohen Wasserrueckhaltevermoegen durch eine verbesserte Anfaerbbarkeit mit Dispersionsfarbstoffen bei Kochtemperatur ohne Carrier aus.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Neben den vielen positiven Eigenschaften, die die Polyesterfasern aufweisen und die damit zu ihrer dominierenden Stellung innerhalb der Synthesefasern geführt haben, besitzen die Polyesterfasern in ihrem Eigenschaftsprofil allerdings auch strukturbedingte Merkmale, wie zum Beispiel die extrem hohe Hydrophobie, die leichte Anschmutzbarkeit und die leichte elektrostatische Aufladbarkeit, die einem universellen Einsatz der Fasern entgegenstehen.

Im Rahmen der Verbesserung der tragephysiologischen Eigenschaften der Polyesterfasern stellt die Reduzierung der Hydrophobie und somit die Erzielung einer naturfaseranalogen Hydrophilie, für die das Wasserrückhaltevermögen ein meßbares Kriterium ist, das entscheidende Problem dar. Entsprechend dieser Zielstellung sind verschiedenartige Verfahren bekannt. So wird einerseits auf ein nachträgliches Ausrüsten der Fasern mit hydrophilen Agenzien orientiert. Neben der einfachen technologischen Verfahrensweise besitzen diese Verfahren jedoch den Nachteil, daß der erzielte Effekt nicht permanent ist und dadurch im Ergebnis wiederholter Waschvorgänge verlorengeht; demgegenüber steht andererseits die Vielzahl der Verfahren, die auf eine chemische Modifizierung der Polyesterfasern während des Herstellungsprozesses ausgerichtet sind.

Eine zentrale Stellung nehmen dabei die Verfahren ein, die auf dem Erspinnen von mit herauslösbaren Additiven modifizierten Polyesterfasern beruhen. Durch das Herauslösen der Additive mit geeigneten Lösungsmitteln bzw. Reagenzien entstehen in der Faseroberfläche Poren, die der Faser einen hydrophilen Charakter verleihen und in der wesentlichen Erhöhung des Wasserrückhaltevermögens ihren Ausdruck finden. Bei der Additivauswahl wird nach zwei prinzipiell verschiedenen. Verfahrensweisen gearbeitet.

Das DD-AP 136856 ist hierbei als repräsentativfür die Verfahren zu werten, die zur Herstellung von Fasern mit poröser Struktur in das Matrixpolymer eine nicht mischbare Flüssigkeit oder einen unlöslichen Feststoff in fein verteiltem Zustand homogen dispergieren, das so erhaltene Gemisch verspinnen und die disperse Phase entfernen. Der Nachteil dieser Verfahrensweise besteht darin, daß die für die Gewährleistung einer zufriedenstellenden Spinnsicherheit notwendige sehr gute Verteilung der Additive nur mit äußerst großem Aufwand praktisch zu realisieren ist. Weiterhin ergeben sich Probleme beim Herauslösen der Additive, da diese quantitativ von der Polymermatrix umgeben sind und diese somit noch vor dem Herauslösen der Additive in aufwendiger Weise partiell entfernt werden muß. Diese Nachteile werden bei der Verfahrensweise des Zusatzes matrixpolymerlöslicher Additive umgangen. Durch den Einsatz von Additiven mit polymerer Struktur ist es zudem möglich, relativ hohe Additivkonzentrationen unter Aufrechterhaltung der Spinnsicherheit zu realisieren. Als derartige Additive finden zum Beispiel wasserlösliche Polyester (DE-OS 2659616) oder wasserlösliche Polyamide (DE-OS 2659263) Verwendung, um Polyesterfasern mit erhöhtem Wasserrückhaltevermögen herzusellen. Trotz der vorteilhaften technologischen Verfahrensweise sind diese Verfahren auf G rund der hohen Herstellungskosten der jeweiligen Additivpolymere aus ökonomischer Sicht als relativ ungünstig zu bewerten. Ein kostengünstigeres Polymer ist das Polyethylenglykol, welches als handelsübliches Produkt in verschiedensten Qualitäten zur Verfügung steht. Der Einsatz von Polyethylenglykolen unterschiedlicher Molekulargewichte ist Gegenstand vieler Erfindungsbeschreibungen (zum Beispiel DE-OS 1 954502, FR-PS 2376230, JP-PS 71 37367, JP-PS 7210245). Unter den Bedingungendes Polyesterschmelzspinnens ist die Schmelzviskosität der Polyethylenglykolderivate im Vergleich zum Polyester jedoch äußerst niedrig, so daß im Konzentrationsbereich über 5Gew.-% die Spinnsicherheit nicht mehr gewährleistet ist. Durch gehäuft auftretende Spinnfehler wird die Qualität des Spinnmaterials extrem verschlechtert, und bei der Verstreckung des Spinnkabels resultieren große Abfallmengen. Eine Möglichkeit, diese Nachteile zu umgehen, besteht darin, indem gemäß JP-PS 7249175, JP-PS 7214056, JP-OS 79132666 und JP-OS 82161125 das Polyethylenglykol als Polyestercokondensat eingesetzt wird. Dies führt aber wiederum zu schwerwiegenden Nachteilen beim Herauslösen der Additive in der Art, daß deren Löslichkeit im Vergleich zu unmodifizierten Polyethylenglykolen wesentlich schlechter ist.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, ein kostengünstiges Verfahren mit hohertechnologischer Sicherheit zur Herstellung von hydrophilen Polyesterfasern, die zur Substitution nativer Fasern geeignet sind, zu entwickeln.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis des Zusatzes viskositätsmodifizierten Polyethylenglykols zum Polyester hydrophile Polyesterfasern herzustellen. Durch die Modifizierung des Polyethylenglykols soll dessen Löslichkeitsverhalten nicht verschlechtert werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß dem zu verspinnenden Polyester vor dem Verspinnen 10-30Gew.-% eines Polyethylenglykol-Diandiglycidetheradduktes zugesetzt werden, wobei das zugrundeliegende Polyethylenglykol ein durchschnittliches Molekulargewicht von 4000 besitzt und der Gehaltan Diandiglycidether 2-8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtaddukt, beträgt.

Auf Grund der thermischen undthermooxydativen Instabilität von Polyethylenglykolderivaten erweist es sich beim Verspinnen als günstig, einen Stabilisator in bekannter Art und Weise zuzusetzen. Dabei besteht jedoch nicht die absolute Notwendigkeit des Einsatzes hochwertiger Antioxydanzien, da die Schutzwirkung auf Grund des späteren Herauslösens des Polyethylenglykolderivates nur für die Zeit des Extrudierens erforderlich ist.

Das Herauslösen des Polyethylenglykol-Diandiglycidetheradduktes erfolgt in bekannter Weise während und/oder nach der Verstreckung des Faserkabels mittels heißen Wassers, Wasserdampfes oder auch alkalischer Medien.

Die erfindungsgemäßen Polyesterfasern weisen eine mikroporöse Oberflächenstruktur auf und besitzen ein in Abhängigkeit von der Additivkonzentration stark erhöhtes Wasserrückhaltevermögen (2-6fache, bezogen auf Normalfaser).

Das Eigenschaftsprofil der erfindungsgemäßen Fasern wird zudem noch dadurch positiv erweitert, daß die Fasern mit

Dispersionsfarbstoffen bei Kochtemperatur ohne Carrier tief anfärbbar sind. ·

Ausführungsbeispiel

Das Polyethylenglykol-Diandiglycidetheraddukt wurde folgendermaßen hergestellt:

95 Teile wasserfreies Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 4000 und 5 Teile Diandiglycidether wurden in einem Reaktionsgefäß unter Inertgasatmosphäre und intensiver Durchmischung 3 Stunden bei 150°C zur Umsetzung gebracht. War die Produkttemperatur dann beim Abkühlen auf ca. 100⁰C gesunken, wurde das Produkt in eine Massel abgelassen und granuliert. Bezogen auf das Ausgangspolymer, besaß das Polyethylenglykol-Diandiclycidetherprodukt eine Wasserlöslichkeit von 98,5% bei 95X.

Zur Erspinnung der Fasern wurden 15 Teile Polyethylenglykol-Diandiglycidetheraddukt 84,8 Teile Polyethylenterephthalatgranulat und 0,2 Teile Irganox 1010 intensiv vermischt, getrocknet und extrudiert. Dabei war eine sehr gute Spinnsicherheit zu verzeichnen.

Die ersponnenen Fasern wurden während der Nachbehandlung auf das 4,2fache verstreckt. Das Herauslösen des Modifikatoradduktes erfolgte zum Teil im Streckbad bei 80⁰C sowie im Anschluß an die Verstreckung während einer längeren Wäsche bei 95°C unter 0,5Gew.-% Alkalizusatz. Nach der Neutralwäsche und Fixierung wurden hydrophile Polyesterfasern mit folgenden Eigenschaften erhalten: Titer: 0,41 tex

Festigkeit: 306mN/tex

Reißdehnung: 38%

Wasserrückhaltevermögen: 7,4% (Bestimmung erfolgte analog TGL 16-650276an einer

Flockeprobe)

Claims (1)

1. Verfahren zur Herstellung von hydrophilen Polyesterfasern unter Zusatz von wasserlöslichen Polymerverbindungen auf der Basis eines Polyethylenglykol-4000-Adduktes und Zugabe vor dem Verspinnen sowie anschließendem Herauslösen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Polyester 10-30 Gew.-% eines Polyethylenglykol-Diandiglycidetheradduktes zugesetzt werden, wobei das Addukt 2-8Gew.-% Diandiglycidether, bezogen auf das Gesamtaddukt, enthält.

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hydrophilen Polyesterfasern, insbesondere Polyethylenterephthalatfasern, die auf Grund ihrer guten tragephysiologischen Eigenschaften zur Substitution von nativen Fasern in speziellen Einsatzgebieten (Unterwäsche, Sportkleidung, Hygienevliese) verwendet werden können.