DE1233533B

DE1233533B - Nachbehandeln von Faeden aus Polyaethylenterephthalat

Info

Publication number: DE1233533B
Application number: DEJ20003A
Authority: DE
Inventors: William Donald Parkey; George Richards; George Wright Taylor
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1960-06-03
Filing date: 1961-05-31
Publication date: 1967-02-02
Also published as: US3251913A; GB919860A; BE604582A; NL265423A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

DOIf

Deutsche Kl.: 29 b - 3/60

Nummer: 1 233 533

Aktenzeichen: J 20003IV c/29 b

Anmeldetag: 31. Mai 1961

Auslegetag: 2. Februar 1967

Bekanntlich haben handelsübliche gestreckte und orientierte Fasern aus Polyterephthalat quer durch die Faser hindurch eine gleichmäßige Beschaffenheit, so daß Eigenschaften wie Festigkeit, Abriebfestigkeit, Färbbarkeit usw. alle über den Querschnitt der Faser hinweg gleichmäßig sind.

Textilgarne,, die aus Fäden des Polyäthylenterephthalats hergestellt worden sind, sind schwieriger zu färben; als die aus. Naturfasern oder regenerierten Cellulose- oder Proteinfasern hergestellten. .

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Nachbehandeln von Fäden aus Polyäthylenterephthalat, um Fäden mit einem Kernteil und einem modifizierten Oberflächenteil zu erhalten, mittels organischer Flüssigkeiten. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden nach dem Verspinnen; iti ungestrecktem Zustand mit Polyäthylenglykol, Monylphenylpolyäthylenglykoläther oder eine Mischung dieser Stoffe 1 bis 60 Sekunden bei einer Temperatur von 80 bis 120⁰C behandelt und anschließend auf übliche Weise auf wenigstens das Doppelte und bis zum Sechsfachen ihrer Länge streckt. . Die erfindungsgemäß behandelten Polyesterfasern haben stärk verbesserte Färbeeigenschaften unter Beibehaltung der vollen Plissiereigenschaften des nichtmodifizierten Polyesters, besonders Polyäthylenterephthalat. Diese abgewandelten Polyesterfasern sind denen von gleichförmiger Struktur, die beispielsweise aus Poly-(hexyhydro-p-xylylolterephthalat) oder Mischpolyestern von Polyäthylenterephthalat/Sebacat, Polyäthylenterephthalat/Adipat, Terephthalat/Isophthalat hergestellt worden sind, überlegen, indem derartige Fäden zwar verbesserte Färbeeigenschaften, jedoch schlechtere Plisseebeständigkeit aufweisen im Vergleich mit Fasern aus 100 % Polyäthylenterephthalat.

: Gewöhnlich wird die Behandlung durch Eintauchen in einen Überschuß der Flüssigkeit durchgeführt, jedoch können andere Behandlungsverfahren angewandt werden, wie Aufwalzen oder Sprühen. Falls gewünscht, können verschiedene oberflächenaktive Mittel in kleinen Mengen der Behandlungslösung zugesetzt werden.

Es soll dafür gesorgt werden, daß während der Behandlung möglichst keine Luft zwischen der Flüssigkeit und der Oberfläche der Faden eingeschlossen wird.

Es ist zu beachten, daß die Flüssigkeiten bei niedrigen Temperaturen, zweckmäßig bei Raumtemperatur angewandt werden.

In den folgenden Beispielen wurden die physikalischen Eigenschaften der behandelten fertiggestellten trockenen Fasern wie folgt gemessen:

Nachbehandeln von Fäden aus
Polyäthylenterephthalat

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

George Richards,
. George Wright Taylor,
. Harrogate, Yorkshire (Großbritannien);

William Donald Parkey, Shelby, N. C. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 3. Juni 1960 (19 703,19-704); vom 27. Oktober 1960 (37 024)

Die Übergangstemperatur T_g wurde bestimmt durch Messung des dynamischen Festigkeitsmoduls und dynamischen Torsionsmoduls bei verschiedenen Temperaturen.

Der dynamische Zugmodul wurde gemessen, indem man ein Faserbündel mit einem Gesamtdenier von ungefähr 500 unter Verwendung einer geschlitzten Kreuzkopfvorrichtung einer sinusförmig verlaufenden Zugspannung aussetzte, wobei die erhaltene Spannung bestimmt wurde mittels eines Zugspannungsüberträgers, der am anderen Ende des Faserbündels angebracht war. Die sinusförmig verlaufende Belastung wurde unter Verwendung der geschlitzten Kreuzkopf vorrichtung übertragen, um gleichzeitig eine ebenfalls an einem Zugspannungsübermittler angebrachte elastische Feder zu belasten. Die Amplituden der von den zwei Spannungsmessern herrührenden Signale wurden elektrisch verglichen, und das ergibt einen Wert für den Zugmodul. Das Faserbündel befand sich in einem Thermostaten, und die Temperatur wurde durch einen erwärmbaren Luftstrom geregelt.

Zur Bestimmung des Torsionsmoduls wurde am Mittelpunkt eines 3-Denier-Einzelfadens des behandelten Garns von 10 cm Länge mittels Paraffmöl ein Polyäthylenterephthalat-Querstab von 3 mm Länge und 100 Denier angebracht. Diese Faser wird senkrecht

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gehalten, so daß der Querstab zwischen zwei mit einem Audiofrequenzoszillator verbundenen Elektroden gebracht werden kann. Die Frequenz des Oszillators wird geregelt, bis sich das Faserquerstabsystem in Resonanzschwingung befindet. Die Frequenz, bei welcher das eintritt, ist ein direktes Maß des Moduls der Faser (W a k el in et al., J. App. Phys., 26. S. 786, 1955). Dieses System wird wiederum mittels eines Luftstromes bei verschiedenen Temperaturen gehalten.

Die relativen Ausdehnungen der Außenschicht- und Kernteile in den erfindungsgemäßen behandelten Fasern wurden mittels zweier Verfahren gemessen. Zunächst zeigen Untersuchungen des Eindringens von Dispersionsfarbstoffen in die erfindungsgemäßen behandelten Fasern, daß beim Färben der behandelten Fasern beim Kochen der Dispersionsfarbstoff (z.B. »Dispersol«) Echt Scharlach B) rasch in den Außenschichtteil der Faser eindringt. Nach einer Stunde Kochen hat der Farbstoff die ganze Außenschicht durchdrungen, und die Faser hat einen befriedigenden beständigen Farbton angenommen. Ein längere Zeit fortdauerndes Färben verstärkt nur die Farbstoffmenge in dem Außenschichtanteil und bewirkt.nur einen sehr kleinen Unterschied hinsichtlich des Eindringgrades in die Faser. .

Beispiel 1

a) Das erfindungsgemäße Verfahren
Ein unverstreckter Strang von Polyäthylenterephthalatfäden, bestehend aus 220 Fäden und mit 10 Denier pro Faden, wurde durch ein auf 125°C erwärmtes; Polyäthylenglykol vom Molekulargewicht 600 enthaltendes Bad mit einer solchen Geschwindigkeit geleitet, daß der Strang 5 Sekunden lang behandelt wurde. Der unverstreckte Strang wurde dann mit dem an ihm haftenden Polyäthylenglykol 600 über einen Satz von Zuführungswalzen durch ein Heißwasserbad von 95⁰C und auf einem schneller rotierenden Satz von Streckwalzen gegeben, so daß er auf das Vierfache seiner ursprünglichen Länge gezogen wurde. Sprühstrahlen von warmem Wasser auf die ersten drei Streckwalzen und eine gegen die letzte Streckwalze pressende gummiüberzogene Walze entfernten überschüssiges Polyäthylenglykol und Wasser. Der gestreckte Strang wurde dann 5 Minuten bei 95⁰C getrocknet und zur Erzielung von Mullschrumpfung in siedendem Wasser 10 Minuten bei 14O⁰C in einem Heißluftofen fixiert.

b) Vergleichsfaden

Ein mit dem oben beschriebenen identischer unverstreckter Strang von Polyäthylenterephthalatfäden wurde mit kaltem Wasser befeuchtet und direkt auf die Zuführungswalzen der Streckmaschine gegeben, auf das Vierfache seiner ursprünglichen Länge gestreckt und dann, wie bereits beschrieben, bearbeitet, um eine unbehandelte Vergleichsfaser zu liefern.

c) Der technische Fortschritt

Beim einstündigen Färben beim Kochen mit »Dispersol «-Echt Scharlach B Unter »unbegrenzten« Badbedirigüngen nahm der behandelte gestreckte Strang 15 mg Farbstoff pro Gramm Faser auf, während die unbehandelte Kontrollfaser 2,4 mg Farbstoff pro Gramm Faser aufnahm.

Die behandelte Probe ergab nach dem Zugmodul eine T₉ von 110⁰C und nach dem Torsionsmodul von 91⁰C. Die Kontrollprobe ergab sowohl bei Zug als auch Torsion eine T₉ von 12O⁰C. So hatte die Haut der behandelten Faser eine T₉ von 91⁰C in trockenem

ίο Zustand, was einer T₉ von ungefähr 8O⁰C unter feuchten Bedingungen, z. B. während des Färbens, entspricht. Der innere nichtmodifizierte Kern hatte eine T₉, welche der unmodifizierten Kontrollfaser nahe entsprach.

Eine Untersuchung der behandelten Faser nach dem Verfahren der Farbstoffdurchdringung und des Alkaliabbaues zeigte, daß der modifizierte Hautanteil53°/o der Querschnittsfläche der Faser betrug.

_ao , Beispiel 2 .

c a) Ein ähnlicher ungestreckter Strang wie im Beispiel 1 aus Polyäthylenterephthalat wurde 5 Sekunden in einem auf 125° C erwärmten, Polyäthylenglykol von Molekulargewicht 400 enthaltenden Bad behW delt und dann wie im Beispiel 1 gestreckt und fertig-, : gestellt.

b) Die Farbstoffaufnahme dieser behandelten Faser war 14 mg Farbstoff pro Gramm Faser, verglichen mit einer Farbstoffaufnahme der Kontrollfaser von 2,5 mg

Farbstoff pro Gramm Faser. ·

Messungen:von T₉ ergaben einen Wert von 93 ⁰C für den Außenschichtanteil (in trockenem Zustand) nach der Torsionsmethode und von HO⁰C nach der Zugmodulmethode.

Farbstoffdurchdringung und Alkaliabbau zeigten, daß der Außenschichtanteil"58% der Faser betrug.'

Beispiel 3

Eine Behandlung wie in den Beispielen 1 und 2, jedoch mit einem Nonylphenylpolyäthylenglykoläther, ergab eine behandelte Faser mit einer Farbstoffaufnahme von 15,5 mg/g, welche einen wie oben gemessenen Aussehschichtanteil von 51% mit einer T₉ von 90° C hatte.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Nachbehandeln von Fäden aus Polyäthylenterephthalat, um Fäden mit einem Kernteil und einem modifizierten Oberflächenanteil zu erhalten, mittels organischer Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden nach dem Verspinnen in ungestrecktem Zustand mit Polyäthylenglykol, Nonylphenylpolyäthylenglykoläther oder eine Mischung dieser Stoffe 1 bis 60 Sekunden bei einer Temperatur von 80 bis 120⁰C behandelt und anschließend auf übliche Weise auf wenigstens das Doppelte und bis zum Sechsfachen ihrer Länge streckt.

5°

55 In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 736 321, 861288, 872 822.

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