DE1494670B2

DE1494670B2 - Verfahren zum verbessern der verstreckbarkeit und der eigenschaften von polyesterfaeden

Info

Publication number: DE1494670B2
Application number: DE19641494670
Authority: DE
Inventors: Herbert Seth Apex; Ronbinson jun. Horace Mayfield Cary; Morgan jun. (V.StA.)
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1963-06-17
Filing date: 1964-06-16
Publication date: 1973-07-12
Also published as: DE1494670A1; FR1398690A; DK113309B; GB1022035A; NL133640C; LU46326A1; CH440538A; SE304349B; NL6406827A; US3329758A; BE649400A

Description

CH_S

R — N — C,H,

CH₃

[OSO₃R₁]⁰ bezeichnet werden. Eine Fadenverstreckung wird dadurch erreicht, daß man diese Walzen mit verschiedenen Geschwindigkeiten umlaufen läßt, wobei die Größe des Streckens oder Ziehens durch das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen bestimmt wird. Um die Stelle, an der die Verstreckung stattfindet, örtlich festzulegen, wird bisweilen eine Bremsvorrichtung zwischen der Zufuhrwalze und der Streck- oder Zugwalze angebracht.

Im allgemeinen besteht die Bremseinrichtung aus einem Stift, dem sogenannten »Streckstift«, um welchen das Garn mehrmals gewickelt wird. Der Streckstift führt bei den sich bewegenden Fäden einen Reibungswiderstand ein, welcher das Auftreten einer Verstrekkung in dem Bereich des Streckstiftes herheiführt. Die Einführung eines Reibungswiderstandes zur örtlichen Festlegung der Streckung wird in solchen Fällen angewendet, bei denen eine Neigung zum Auftreten einer ungleichförmigen Verstreckung vorliegt, da durch die

worin R einen Alkylrest mit mehr als 10 Kohlen- 20 Anwendung dieser Arbeitsweise eine größere Gleichstoffatomen und R₁ einen Alkylrest mit weniger als förmigkeit erzielt werden kann.

Es ist bekannt, daß das Verstrecken bisweilen erleichtert werden kann, wenn das Garn während des Verstreckens eine erhöhte Temperatur aufweist. Das Erhitzen kann durch Einsetzen eines heißen Stifts, einer heißen Platte oder eines heißen Mediumbades zwischen die Zufuhrwalze und die Streckwalzen der Streckvorrichtung oder durch Verwendung einer erhitzten Zufuhrwalze ausgeführt werden. Erhöhte Temperaturen

5 Kohlenstoffatomen bedeuten, enthaltenden Emulsion mit einem Feststoffgehalt bis zu 20 °/₀ imprägniert und danach verstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Emulsion verwendet, die 2 bis 15 Gewichtsprozent Feststoffe enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß man die Fäden mit einer wäßrigen Emulsion behandelt, deren Feststoffgehalt 30 sind wirksam, da die intermolekularen Kräfte durch Sojadimethyläthylammoniumäthosulfat umfaßt. die sich ergebende Zunahme in der molekularen Aktivität erniedrigt werden und daher das Verhältnis der erforderlichen Kraft zum Verstrecken des Garns zu der-

jenigen Kraft, die zum Zerreißen des Garns erforder-

lieh ist, verringert wird. Die beim Heißverstrecken anwendbaren zulässigen Temperaturen ändern sich etwas

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern mit der Art des Polymerisats, aus dem das Garn herder Verstreckbarkeit und der Eigenschaften von Poly- gestellt ist, da die maximale anwendbare Temperatur esterfäden durch Behandeln der nichtorientierten durch den Polymerisat-»Erweichungspunkt« beFäden mit einem Präparationsmittel. 40 schränkt wird.

Gemäß einem gebräuchlichen Verfahren wird eine Heißverstreckung angewendet, wenn das Garn für die Verwendung in eine große Zugfestigkeit verlangenden Produkten, beispielsweise bei der Herstellung von

oder Verarbeitungsqualität, Weichheit, Gleitfähigkeit, 45 Verstärkungs- oder Versteifungskordmaterialien für

Luftreifen, behandelt wird.

Ein besonders störendes Problem, das bei dem Verstrecken sowohl bei Raumtemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen auftritt, ist die Auftreten von Fadenbrüchen während des Streckvorgangs. So können ein oder mehrere einzelne Fäden bisweilen in dem Fadenstrang brechen und sich um die Streckwalze herumwickeln, oder es kann der ganze Fadenstrang brechen, wobei die Produktion unterbrochen ist, bis eine Einstellung vorgenommen werden kann. Ein derartiger Fadenbruch beeinflußt nicht nur den Arbeitsaufwand und die Produktivität, sondern auch die Produktqualität nachteilig.
Die Hauptursache für den Fadenbruch während des

Die Verwendung von Ausrüstungs- oder Appreturmitteln für Textilmaterialien, um diesen bestimmte erwünschte Eigenschaften, wie z. B. antistatische Eigenschaften, eine bestimmte Steifheit, Dimensionierungs-

Wasserabstoßung, Schrumpfbeständigkeit, Flammbeständigkeit od. dgl., zu erteilen, ist allgemein bekannt. So ist beispielsweise aus der französischen Patentschrift 1297 350 ein Verfahren bekannt, mit dessen Hilfe es möglich ist, die Verstreckbarkeit und sonstigen Eigenschaften von Polyesterfäden durch Behandeln der nichtorientierten Fäden mit einem Präparationsmittel, beispielsweise einer erwärmten inerten organischen Flüssigkeit ,bestehend aus Polyäthylenglykolen, Nonylphenyläthern von Polyäthylenglykol oder ihren Gemischen, zu verbessern.

Es ist ferner bekannt, daß bei der Herstellung von Fäden bzw. Garnen aus linearen synthetischen Polymerisaten, wie Polyamiden, Polyestern, Polyalkylenen,

Polyurethanen, Polycarbonaten, Acrylnitrilpolymeri- 60 Verstreckens ist die Entstehung einer übermäßigen säten u. dig., die Zerreißfestigkeit des Garnes bzw. Fa- Spannung in dem Garn, welche wiederum hauptsäch-

dens durch Verstrecken zur Erhöhung der molekularen Orientierung desselben verbessert werden kann.

Obgleich das Verstrecken nach verschiedenen Methoden und mit verschiedenen Mitteln durchgeführt werden kann, besteht eine gebräuchliche Arbeitsweise in der Anwendung von zwei Fadenvorschubeinrichtungen, die allgemein als Zufuhrwalze und Streckwalze lieh durch Reibungskräfte zwischen den Fäden und durch die Erzeugung einer übermäßigen Reibung, wenn das Garn über den Streckstift läuft, falls eine derartige Einrichtung zur Anwendung gelangt, verstärkt wird. Es ist bekannt, daß übermäßige Garnspannungen, welche sich aus der Entwicklung von unzulässig hohen und veränderlichen Reibungskräften während des

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Verstreckens ergeben, durch das Aufbringen von ver- diese Verfahrensweise zu einer verbesserten Verstreckschiedenen Anti-Reibungskonditioniermitteln auf das barkeit und einer besseren Beständigkeit gegenüber Garn vor seiner Verstreckung erniedrigt werden kön- Wärme bei einem Garn aus einem synthetischen linenen. Diese Mittel werden im allgemeinen aus einem aren Polyester mit einem hohen Molekulargewicht wäßrigen Träger an Stelle aus nichtwäßrigen Systemen 5 führt, die auch noch nach 30 Tagen vorhanden sind, aufgebracht, um eine gleichförmigere Verteilung und Durch die erfindungsgemäße Behandlung werden die eine bessere Regelung der Menge an aktivem Mittel, Polyesterfäden gleichzeitig mit einem antistatischen das auf dem Garn abgelagert wird, zu gewähren. Diese Schutz versehen, und sie weisen eine Schmierwirkung Faktoren sind von beachtlicher Bedeutung und können oder Gleitwirkung auf, so daß sie besser behandelt oder z. B. bei Anwendung eines nichtwäßrigen Lösungsmit- io weiterverarbeitet werden können. Außerdem ist ihre tels als Träger nicht geregelt werden. Nichtwäßrige Neigung zur Bildung von Dämpfen der Appretur wäh-Lösungsmittel sind sehr nachteilig, da Schwierigkeiten rend der Heißverstreckung wesentlich geringer, bezüglich der Toxizität und Schwierigkeiten wegen Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Vereiner hohen Zurückhaltung von Lösungsmittel auf dem bessern der Verstreckbarkeit und der Eigenschaften Garn auftreten und sich auch eine ernsthafte Beein- 15 von Polyesterfäden durch Behandeln der nichtorientierträchtigung des Streckvorgangs ergibt. ten Fäden mit einem Präparationsmittel ist dadurch Es ist bekannt, daß aus synthetischen linearen Poly- gekennzeichnet, daß man die Fäden mit einer wäßrigen, äthernmithohemMolekulargewichthergestellteFasern eine kationische, oberflächenaktive, quaternäre Am- oder Fäden im frisch gesponnenen Zustand langsam moniumverbindung der allgemeinen Formel kalt von Hand verstreckt werden können oder über 20
erhitzten Oberflächen gemäß den vorstehend beschrie-

CH₃

R — N — C₉H, CH_S

[OSO₃R₁]⁰

benen Arbeitsweisen rasch heiß verstreckt werden können. Wenn jedoch nicht verstreckte Polyesterfasern oder -fäden altern gelassen oder einer Nachwirkung

überlassen werden, ändert die Polyesterfaser oder der 25 Polyesterfaden in bekannter Weise seine amorphe Natur, und der gealterte Faden oder die gealterte Faser kristallisiert, was dazu führt, daß das Faser- oder

Fadenmaterial stark brüchig wird und sich nur schwie- worin R einen Alkylrest mit mehr als 10 Kohlenstoff -

rig gleichförmig verstrecken läßt. Diese Bedingung oder 30 atomen und R₁ einen Alkylrest mit weniger als

dieser Zustand wird während der Streckstufe, in der die 5 Kohlenstoffatomen bedeutet, enthaltenden Emulsion

einzelnen Fäden am Streckstift brechen und durch mit einem Feststoff gehalt bis zu 20 % imprägniert und

Fadenwicklung, die sich auf den Streckwalzen, wie danach verstreckt.

vorstehend erörtert, ansammeln oder häufen, ver- Beispiele derartiger quarternärer Ammoniumverstärkt. In einigen Fällen können langsame Streckge- 35 bindungen der vorstehenden allgemeinen Formel umschwindigkeiten angewendet werden, um die Erleichte- fassen Sojadimethyläthylammoniumäthosulfat, in welrung dieser Bedingung in gewissem Ausmaß zu unter- chem die durch R dargestellten Alkylgruppen von den stützen, wobei dadurch jedoch die Garn- oder Faser- in dem Sojaöl enthaltenden Fetten abgeleitet sind, wel- bzw. Fadenmenge, die in einer gegebenen Zeitdauer ehe hauptsächlich aus gesättigten, aliphatischen Carverstreckt werden kann, wesentlich beschränkt wird. 40 bonsäuren mit 16 und 18 Kohlenstoffatomen oderderen Obgleich die Neigung zu Brüchigkeit, übermäßigen Estern bestehen, Lauryldimethyläthylammoniumme-Garnspannungen od. dgl., die sich während des Ver- thosulfat, Myristyldimethyläthylammoniumäthosulfat, Streckens von gealterten oder einer Nachwirkung Palmityldimethyläthylammoniumpropiosulfat, Margaüberlassenen Fasern oder Fäden entwickeln können, . ryldimethyläthylammoniumbutyrosulfat, Stearyldimeetwas durch Vorbehandlung mit bestimmten in der 45 thyläthylammoniumäthosulfat, Oleyldimethyläthyl-Technik bekannten Konditioniermitteln erniedrigt ammoniummethosulfat und Linoleyldimethyläthylwerden kann, besteht ein ständiger Bedarf nach Be- ammoniumäthosulfat.

handlungsmassen, die mit größerer Wirksamkeit diese Die bei der praktischen Durchführung des VerSchwierigkeiten lösen. fahrens gemäß der Erfindung in Betracht kommenden

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Ver- 50 synthetischen linearen Kondensationspolyester sind

fahren anzugeben, mit dessen Hilfe die Verstreckbar- solche, welche aus Dicarbonsäuren und Glykolen ge-

keit und sonstigen Eigenschaften von Polyesterfäden bildet sind, und Mischpolyester sowie modifizierte

verbessert werden können und das die vorstehend ge- Polyester und Mischpolyester. In hochpolymerisiertem

schilderten Nachteile nicht aufweist. Zustand können diese Polyester und Mischpolyester

Es wurde nun gefunden, daß die Brüchigkeit von 55 zu Fäden od. dgl. gebildet oder geformt werden,

nicht verstreckten synthetischen Fäden aus linearen Besonders brauchbare Polyester und Mischpoly-

Polyestern mit einem hohen Molekulargewicht und das ester gemäß der Erfindung sind solche, welche beim

Auftreten von übermäßigen Garnspannungen während Erhitzen von einem oder mehreren Glykolen der

des Verstreckens sehr stark verringert oder auf ein Reihe H0(CH₂)_re0H, in welcher η eine ganze Zahl von

Minimum herabgesetzt werden können, wenn man die 60 2 bis 10 bedeutet, mit einer oder mehreren Dicarbon-

Fäden oder Fasern vor der Verstreckung mit einer säuren oder den esterbildenden Derivaten davon,

wäßrigen Emulsion behandelt, die eine kationische, erhalten werden. Zu den brauchbaren Dicarbonsäuren oberflächenaktive, quaternäre Ammoniumverbindung und esterbildenden Derivaten gemäß der Erfindung ge-

in einer bestimmten Menge enthält. hören

Durch diese Arbeitsweise wird nicht nur die Ver- 65 Terephthalsäure, Isophthalsäure,

Streckung erleichtert, sondern die dabei erhaltenen Sebacinsäure, Adipinsäure,

fertigen Garnprodukte weisen wesentlich bessere Eigen- p-Carboxyphenoxyessigsäure,

schäften auf. So hat sich beispielsweise gezeigt, daß Bernsteinsäure, ρ,ρ'-Dicarboxybiphenol,

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ρ,ρ'-Dicarboxycarbanilid, atomen in A und den Seitenketten davon ist 18. R₁ und ρ,ρ'-Dicarboxythiocarbanilid, R₂ können gleiche oder verschiedene Alkylreste ρ,ρ'-Dicarboxydiphenylsulfon, darstellen. Beispiele von Dialkylestern, welche sich p-Carboxyphenoxyessigsäure, gemäß der Erfindung brauchbar erwiesen, umfassen p-Carboxyphenoxypropionsäure, 5 Dialkyl-l^O-eicosandioat, Dialkyl-8-äthyloctadecanp-Carboxyphenoxybuttersäure, 1,18-dioat, Dialkyldimethyloctadecan-l^S-dioat, Dip-Carboxyphenoxyvalerinsäure, alkyldiäthylhexadecan-l,16-dioat od. dgl., wobei die p-Carboxyphenoxyhexansäure, Dialkylgruppen Methyl-, Äthyl-, Propyl- und ähnliche p-Carboxyphenoxyheptansäure, Gruppen bedeuten, einschließlich von Alkylkohlen-ρ,ρ'-Dicarboxydiphenylmethan, io wasserstoffresten mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen. ρ,ρ'-Dicarboxydiphenylbutan, Mischungen aus irgendwelchen der vorstehend ange-ρ,ρ'-Dicarboxydiphenylpentan, gebenen Materialien können zur Anwendung gelangen. ρ,ρ'-Dicarboxydiphenylhexan, Beispielsweise sind Mischungen von etwa 20 bis 80 Ge-ρ,ρ'-Dicarboxydiphenylheptan, wichtsprozent Dimethyl-l,20-eicosandioat und etwa ρ,ρ'-Dicarboxydiphenyloctan, 15 80 bis 20 Gewichtsprozent Dimethyl-8-äthyloctadecan-ρ,ρ'-Dicarboxydiphenoxyäthan, 1,18-dioat völlig brauchbar. Die Mengen an zur Her-ρ,ρ'-Dicarboxydiphenoxypropan, stellung der modifizierten Polyester erforderlichen ρ,ρ'-Dicarboxydiphenoxybutan, Reaktionsteilnehmer sind auf einer molaren Basis ρ,ρ'-Dicarboxydiphenoxypentan, gewöhnlich ein Moläquivalent einer Mischung aus p,p'-Dicarboxyphenoxyhexan, 20 den beiden Arten von Dialkylestern von aromatischen 3-Alkyl-4-(b-carboxyäthoxy)-benzoesäure, und C₂₀-Dicarbonsäuren und einem molaren ÜberOxalsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, schuß des Glykols. In der Mischung der Dialkylester Suberinsäure, Azelainsäure und die Dioxysäuren sind die aromatischen Dialkyldicarbonsäureester in von Äthylendioxyd der allgemeinen Formel Mengen von etwa 65 bis 95 Gewichtsprozent und die

25 Dialkylester der aliphatischen C₂₀-Dicarbonsäuren in

unnr fm \ η rw ru η rrti^ Mengen von etwa 35 bis 5 Gewichtsprozent vorhanden.

MUUC — (CH₂J_n — υ — CH₂CH₂ — υ —· g£J*>n _{Unter den} modifizierten Polyestern und Mischpolyestern, welche bei der praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung brauchbar sind, sind

in welcher η eine ganze Zahl von 1 bis 4 bedeutet und 30 die Polyester und Mischpolyester, wie vorstehend an-

die aliphatischen und cycloaliphatischen Arylester gegeben, welche mit kettenbeendigenden Gruppen mit

und Halbester, Ammoniumsalze und Aminsalze und hydrophilen Eigenschaften modifiziert sind, z. B. den

die Säurehalogenide der vorstehend aufgeführten Ver- monofunktionellen, esterbildenden Polyestern der all-

bindungen od. dgl. Beispiele für Glykole, welche bei gemeinen Formel

der praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß 35

der Erfindung verwendet werden können, sind Äthylen- R — O — [(CH₂)_mO]_s(CH₂),i — OH
glykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Deca-

methylenglykol od. dgl. Polyäthylenterephthalat wird in welcher R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlen-

jedoch bevorzugt auf Grund der leichten Verfügbarkeit stoff atomen oder irgendeine Arylgruppe mit 6 bis

oder Erhältlichkeit von Terephthalsäure und Äthylen- 40 10 Kohlenstoffatomen, m und η ganze Zahlen von 2 bis

glykol, aus welchen es hergestellt wird. Es besitzt auch 22 und χ eine ganze Zahl, welche den Polymerisations-

einen verhältnismäßig hohen Schmelzpunkt von etwa grad anzeigt, d. h. χ eine ganze Zahl von 1 bis 100 oder

250 bis 255° C, wobei diese Eigenschaft besonders bei darüber, darstellen. Beispiele derartiger Verbindungen

der Herstellung von Fäden in der Textilindustrie er- sind Methoxypolyäthylenglykol, Äthoxypolyäthylen-

wünschtist. 45 glykol, n-Propoxypolyäthylenglykol, Isopropoxypoly-

Zu den modifizierten Polyestern und Mischpoly- äthylenglykol, Butoxypolyäthylenglykol, Phenoxy-

estern, welche bei der praktischen Ausführung des polyäthylenglykol, Methoxypolypropylenglykol, Me-

Verfahrens gemäß der Erfindung verwendet werden thoxypolybutylenglykol, Phenoxypolypropylenglykol,

können, gehören solche Polyester, wie vorstehend an- Phenoxypolybutylenglykol, Methoxypolymethylengly-

gegeben, die mit Dialkylestern von gesättigten, im 50 kol od. dgl. Geeignete Polyalkylvinyläther mit einer

wesentlichen linearen aliphatischen Dicarbonsäuren endständigen Hydroxylgruppe sind die Additionspoly-

mit einem Gehalt von 20 Kohlenstoffatomen der allge- merisate, welche durch die Homopolymerisation von

meinen Formel Alkylvinyläthern, in welchen die Alkylgruppe 1 bis

4 Kohlenstoffatome enthält, hergestellt werden.

O (CbH₂Jj+!)^ O 55 Beispiele derartiger Kettenbeendigungsmittel sind

Il I II Hydroxylpolymethylvinyläther, Hydroxypolyäthylvi-

R₁ ο C A C O R₂ nyläther, Hydroxypolypropylvinyläther, Hydroxypoly-

butylvinyläther, Hydroxypolyisobutyläther od. dgl. Die kettenbeendenden Mittel oder Verbindungen können

modifiziert sind, in welcher R₁ und R₂ Alkylreste mit 1 60 bei der Herstellung der modifizierten Polyester in Men-

bis 10 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise Alkylkoh- gen im Bereich von 0,05 bis 4,0 Molprozent, bezogen

lenwasserstoffreste mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen, ein- auf die Menge Dicarbonsäure oder deren Dialkylester,

schließlich Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, welche in der Reaktionsmischung verwendet werden,

η-Butyl-, sek.-Butyl-, Isobutyl-n-Amyl-, Isoamylrest zur Anwendung gelangen. Es ist zu beachten, daß bei

od. dgl., A einen linearen, gesättigten, aliphatischen 65 Verwendung von kettenbeendenden Mitteln allein,

Rest mit 14 bis 18 Kohlenstoffatomen in seiner Kette, d. h. ohne ein ketten verzweigendes Mittel, die maxi-

n eine ganze Zahl von 1 oder 2 und y eine ganze Zahl male Menge, welche in der Reaktionsmischung ver-

von 0 bis 2 bedeuten. Die Gesamtzahl von Kohlenstoff- wendet werden kann, 1,0 Molprozent beträgt. So

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erlaubt die Zugabe von geregelten Mengen an Ketten- mittel zur Anwendung gelangen, insbesondere solche Verzweigungsmitteln zusammen mit den Kettenbeendi- der allgemeinen Formel

gungsmitteln die Einführung einer erhöhten Menge der

letzteren in die Polymerisatkette, als andererseits bei ~

Verwendung der Kettenbeendigungsmittel allein mög- 5 Il

lichist. . R —O —C-Y

Es ist leicht ersichtlich, daß die gewichtsprozentuale
Menge an Kettenbeendigungsmittel, welche gemäß der
Erfindung verwendet werden kann, mit dem Molekulargewicht des Mittels sich ändert. Der Bereich des io
mittleren Molekulargewichts, der Kettenbeendigungsmittel, welche zur Anwendung gemäß der Erfindung geeignet sind, liegt bei 500 bis 5000, wobei solche Mittel in welcher R, R' und R" Alkylgruppen mit 1 bis mit einem Molekulargewicht im Bereich von 1000 bis 3 Kohlenstoffatomen und R'" Wasserstoff oder eine 3500 bevorzugt sind. 15 Alkylgruppe mit 1 bis 2 Kohlenstoffatomen darstellen.

Materialien, welche als Kettenverzweigungsmittel Beispiele für Verbindungen der obigen Formel sind oder -vernetzungsmittel geeignet sind und die zur Trimethyltrimesat, Tetramethylpyromellithat, Tetra-Steigerung der Viskosität oder des Molekulargewichts methylmellaphonat, Trimethylhemimellithat, Trimeder Polyester verwendet werden, sind Polyole mit einer thyltrimellithat, Tetramethylprehnitat od. dgl. Außerhöheren Funktionalität als 2, d. h., sie enthalten mehr 20 dem können Mischungen der vorstehenden Ester, als zwei funktioneile Gruppen, beispielsweise Hydroxyd. welche bei der praktischen Synthese erhalten werden, Beispiele von geeigneten Verbindungen sind Pentaery- zur Anwendung gelangen. Das heißt, daß in den meithrit, Verbindungen der allgemeinen Formel sten Fällen bei der Herstellung irgendeiner Verbindung

der vorstehenden Formel andere verwandte Verbindun-

R — (OH)_n 25 gen der gleichen Formel in geringen Mengen als Ver

unreinigungen vorhanden sind. Dies beeinträchtigt

in welcher R eine Alkylgruppe mit 3 bis 6 Kohlenstoff- jedoch die Verbindung als Kettenverzweigungsmittel atomen und η eine ganze Zahl von 3 bis 6 bedeutet, bei der Herstellung der modifizierten Polyester und z. B. Glycerin, Sorbit, Hexantriol-1,2,6 od. dgl., Ver- Mischpolyester, wie sie hier beschrieben sind, nicht, bindungen der allgemeinen Formel 30 Die Kettenverzweigungs- oder -vernetzungsmittel

können bei der Herstellung der Polyester und Misch-

R — (CH₂OH)₃ polyester in Mengen im Bereich von 0,05 bis 2,4 Mol

prozent, bezogen auf die Menge von Dicarbonsäure

in welcher R eine Alkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoff- oder deren Dialkylester, welche in der Reaktionsmiatomen bedeutet, z. B. Trimethyloläthan, Trimethylol- 35 schung zur Anwendung gelangt, verwendet werden. propan und ähnliche Verbindungen bis zu Trimethylol- Der bevorzugte Bereich von Kettenverzweigungsmittel hexan und die Verbindungen der allgemeinen Formel zur Verwendung gemäß der Erfindung liegt zwischen

0,1 und 1,0 Molprozent. Bei der praktischen Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die 40 berechneten Mengen von Kettenbeendigungsmittel

J— [(CH )_MOH] °d^er Kettenbeendigungsmittel und Kettenverzwei-

gungs- oder -vernetzungsmittel in das Reaktionsgefäß zu Beginn der ersten Stufe der Veresterungsreaktion eingebracht, und die Reaktion verläuft wie bei irgend-

in welcher η eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeutet. 45 einer bekannten Veresterungspolymerisation.
Beispiele für Verbindungen der vorstehenden Formel Die hochpolymeren, linearen Kondensationspoly-

sind Trimethylbenzol-1,3,5, Triäthylolbenzol-1,3,5, merisate aus Polyestern oder Polyesteramiden, welche od. ä. in der molekularen Struktur einen wesentlichen Anteil

Aromatische polyfunktionelle Säureester können von sich wiederholenden Gruppen der nachstehenden gemäß der Erfindung ebenfalls als Kettenverzweigungs- 50 Strukturformel

, CH₂ — CH₂ ν

— O — CH₂-HC^ ^CH-CH₂-O-

CH₂ — CH₂

ausweisen, wobei der Cyclohexanring aus dem eis- oder 60 Reaktionsteilnehmern mit (2) einer bifunktionellen trans-Isomeren davon bestehen kann, können bei der Carboxyverbindung kondensiert,
praktischen Durchführung des Verfahrens gemäß der Die bifunktionellen Reaktionsteilnehmer, welche verErfindung zur Anwendung gelangen. Diese polymeren, wendet werden können, enthalten keine anderen reaklinearen Polyester und Polyesteramide können nach tionsfähigen Substituenten, welche die Bildung eines einem Verfahren hergestellt werden, bei welchem man 65 hochpolymeren, linearen Polymerisats, wenn sie mit (1) entweder das eis- oder das trans-Isomere oder eine 1,4-Cyclohexandimethanol oder einer Mischung davon Mischung dieser Isomeren von 1,4-Cyclohexandime- mit solchen bifunktionellen Reaktionsteilnehmern thanol allein öder gemischt mit anderen bifunktionellen kondensiert sind, stören.

Die zur Herstellung von linearen Kondensations- eine Dicarbonsäure, sein, oder sie können sowohl(a)

polymerisaten geeigneten bifunktionellen Reaktions- mischreaktionsfähig in dem Sinne, daß sie an Stelle

teilnehmer sind ziemlich gut bekannt und wurden oder als teilweiser Ersatz des Glykols in einem PoIy-

friiher erörtert. ester verwendet werden können, als auch (b) inter-

Das bei irgendeinem der verfahren zur Herstellung 5 reaktionsfähig in dem Sinne sein, daß sie mit einem von Kondensationspolymerisaten zur Anwendung ge- Glykol oder einer bifunktionellen Verbindung, welche langende 1,4-Cyclohexandimethanol kann in Kombina- an Stelle von Glykol verwendet werden können, sich tion mit einem weiteren bifunktionellen Mischreaktions- kondensieren. Beispielsweise ist 6-Aminocarbonsäure teilnehmer verwendet werden; beispielsweise bei Ver- sowohl mischreaktionsfähig, indem die Aminogruppe wendung einer Mischung von Glykolen. (Es ist io von der Art ist, welche an Stelle eines Hydroxyrestes vorteilhaft, das 1,4-Cyclohexandimethanol in Mengen, eines Glykols verwendet werden kann, als auch interweiche wenigstens gleich 50 Molprozent der gesamten reaktionsfähig in dem Sinne, daß die Carboxylgruppe derartiger, verwendeter Mischreaktionsteilnehmer sind, mit der Hydroxygruppe eines Glykols oder des Amins zu verwenden, obgleich auch geringere Anteile ver- einer bifunktionellen Verbindung, welche an Stelle wendet werden können.) Die verschiedenen bifunktio- 15 eines Glykols verwendet werden kann, reagiert. BinellenMischreaktionsteilnehmer, welche in Vermischung funktioneile Verbindungen, welche lediglich interreakmit 1,4-Cyclohexandimethanol verwendet werden kön- tionsfähig mit einem Glykol sind, umfassen Dicarbonnen, umfassen andere Glykole und Verbindungen, wel- säuren, Carbonate od. dgl. Die anderen bifunktionellen ehe nicht unbedingt mit einem Glykol reagieren, z. B. interreaktionsfähigen Verbindungen umfassen Aminoeinen Aminoalkohol. Derartige Mischreaktionsteil- 20 carboxy verbindungen oder Hydroxycarboxyverbindunnehmer umfassen Diamine oder Aminocarboxyverbin- gen.
düngen. Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ver- f~

Die funktioneile Gruppen enthaltenden bifunktio- wendeten modifizierten linearen Kondensationspoly-

nellen Reaktionsteilnehmer, welche mit 1,4-Cyclo- ester besitzen spezifische Viskositäten im Bereich von

hexandimethanol oder Mischungen davon konden- 25 etwa 0,1 bis 1,0, wobei diese faser- und fadenbildende

siert werden können, sind bifunktionelle Verbindungen, Polymerisate darstellen. Der hier verwendete Ausdruck

welche unter Bildung von hochpolymeren, linearen »spezifische Viskosität« wird durch die Formel

Kondensationspolymerisaten kondensiert werden kön- _

nen. Derartige bifunktionelle Verbindungen können ^sv ~ ^rel· ~

lediglich interreaktionsfähig mit einem Glykol, z. B. 30 wiedergegeben, wobei

Strömungszeit der Polymerisatlösung in Sekunden

Nrel. = : ·

Strömungszeit des Lösungsmittels in Sekunden

Die Bestimmung der Viskosität der Polymerisatlö- Während dieser Zugabestufe soll das Wasser bei einer sungen und des Lösungsmittels erfolgt in der Weise, erhöhten Temperatur gehalten werden, welche bei der daß man die Lösungen und das Lösungsmittel unter 4° oberhalb des Schmelzpunktes des Materials liegt. Einwirkung der Schwerkraft bei .25° C durch ein Ka- Im allgemeinen werden sowohl bei Kaltstreck- als

pillarrohr fließen läßt. Bei allen Bestimmungen von auch Heißstreckarbeitsgängen gute Ergebnisse erhalten, Polymerisatlösungsviskositäten wurde eine Polymeri- wenn das Konditioniermittel in einer solchen Menge satlösung mit einem Gehalt von 0,5 Gewichtsprozent aufgebrachtwird, daß die auf der Faser oder dem Faden "^; Polymerisat, gelöst in einem Lösungsmittelgemisch 45 abgelagerten Feststoffe etwa 0,1 bis 1,5 °/₀, bezogen auf aus 2 Gewichtsteilen Phenol und 1 Gewichtsteil das Gewicht der Faser oder des Fadens, ergeben. Ob-2,4,6-Trichlorphenol, und 0,5 Gewichtsprozent Was- gleich geringere oder größere Mengen verwendet werser, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, den können, werden optimale Ergebnisse erhalten, verwendet. wenn die Menge von auf der Faser oder dem Faden

Die bei der praktischen Ausführung des Verfahrens 5° abgelagerten Feststoffen innerhalb dieses Bereichs gemäß der Erfindung] anwendbaren wäßrigen Emulsi- liegt.

onen können bis zu 20 °/₀ Feststoffe, bezogen auf Ge- Wie festgestellt wurde, wird das vorstehend be-

wicht, enthalten, ohne die normalerweise die für Kon- schriebene Behandlungsmittel auf die Fäden oder die ditioniermittel, welche bei der Garnherstellung ver- Fasern unmittelbar während oder nach dem Spinnen wendet werden, gebrauchten Viskositätsgrenzen zu 55 und vor dem Strecken aufgebracht. Eine gebräuchliche überschreiten, wobei etwa 2 bis 15°/₀ Feststoffe im und zweckmäßige Arbeitsweise des Aufbringens beallgemeinen bevorzugt werden. Unter dem hier ver- steht darin, daß man die Fasern oder Fäden während wendeten Ausdruck »Feststoffe« ist die Gesamtheit ihrer Bewegung oder ihres Vorschubs im Verlauf der der Bestandteile ausschließlich des wäßrigen Trägers Produktion mit einer Walze mit dem Behandlungsmitohne Rücksicht auf den physikalischen Zustand zu 60 tel in Berührung bringt, die so umlaufen gelassen wird, verstehen. · daß ihr unterer Teil in einen das Behandlungsmittel

Bei der Herstellung der Zusammensetzung oder des enthaltenden Trog eintaucht. Das Behandlungsmittel Ansatzes der wäßrigen Emulsion können gebräuchliche wird aus einem Vorratsbehälter zu dem Trog oder Verfahrensweisen zur Anwendung gelangen. Gemäß einem anderen Behälter gepumpt, wobei mittels eines einei einfachen und bequemen Arbeitsweise werden die 65 Überlaufrohrs oder einer ähnlichen Einrichtung ein festen Materialien lediglich bis zum Schmelzen erhitzt konstanter Spiegel aufrechterhalten wird. Andere ge- und dann das geschmolzene Material zu dem wäßrigen eignete Arbeitsweisen und Einrichtungen können an-Träger unter kräftigem mechanischem Rühren gegeben. gewendet werden, z. B. Gebrauch eines Dochts oder

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einer Schlitzwalze, oder die Faser kann durch ein das maximale Kaltstreckung 375 °/₀ betrug, und sie konn-Behandlungsmittel enthaltendes Bad geführt werden. ten auf einer gebräuchlichen Streckzwirnmaschine Die hier beschriebenen Fasern oder Fäden können ohne irgendeine Schwierigkeit bei einem Streckausmaß durch Einverleiben von verschiedenen Modifizierungs- oder -verhältnis von dem 4,41fachen und bei einer mitteln modifiziert werden. Beispiele für geeignete 5 Temperatur des Streckstifts von 88° C heiß gestreckt Modifizierungsmittel, welche in die Fasern oder Fäden werden. Unverstreckte Fäden, welche, wie vorstehend einverleibt werden können, sind Pigmente, Weich- beschrieben, hergestellt waren, wurden während einer macher, Harze, Verdünnungsmittel, wasserabweisende Dauer von 1 Tag bei Raumtemperatur zurückgehalten Stoffe, Wachse, Glanzmodifizierungsmittel, Flammen- oder gealtert (etwa bei 23⁰C), wobei die maximale verzögerungsmittel oder flammenfestmachende Mittel, io Kaltstreckung 368 °/₀ betrug und die Fäden auf einer antistatisch machende Mittel, Plastifizierungsmittel gebräuchlichen Streckzwirnmaschine bei einem Streckod. dgl. verhältnis von dem 4,67fachen ohne Schwierigkeit heiß Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Bei- gestreckt werden konnten. Diese in der vorstehenden spielen näher erläutert, in welchen sowohl die Vorteile, Weise hergestellten gestreckten Garne wurden in gewelche sich im Hinblick auf die Verbesserung des 15 kräuselte Stapelfasern übergeführt und auf ihre elektro-Streckvorgangs, als auch in den schließlich erhaltenen statischen Eigenschaften auf einer Probenkarde oder Garnprodukten ergeben, gezeigt werden. -krempel bei 33 °/₀ relativer Feuchtigkeit und einer . -I₁ Temperatur von 23° C geprüft. Die Probenkarde oder Beispiel 1 -krempel wurde mit einem Elektrometer, einem Verstär-Es wurden Fäden durch Schmelzextrudieren oder 20 ker und einem Oszillographen ausgestattet, um ein rela- -ausstoßen eines mit etwa 6 °/₀, bezogen auf das Ge- tives Maß der während des Kardiervorgangs erzeugten wicht des Polyäthylenterephthalats, Methoxypoly- statischen Elektrizität zu erhalten. Ein lineares System äthylenglykol mit einem Molekulargewicht von etwa (25 cm) der Oszillographenspur wird umfaßt oder ein-2000 und etwa 0,125 °/₀, bezogen auf das Gewicht des gekreist, indem ein polares Planimeter verwendet wird, Polyäthylenterephthalats, von Pentaerythrit modifi- 25 welches den Bereich oder die Fläche in cm² aufzeichnet, zierten Polyäthylenterephthalatpolymerisats herge- Die bisherige Erfahrung unter diesen Test- oder Prüfstellt. Auf diese Fäden wurde keine Appretur oder bedingungen hat gezeigt, daß irgendein Wertvon 25 cm² Ausrüstung aufgebracht. Die Fäden wurden dann einen guten statischen Schutz darstellt, wobei jeder zurückbehalten oder 17 Stunden bei Raumtemperatur, Wert bis zu 40 cm² annehmbar ist. Die Bestimmung etwa 23° C, gehalten, nach welcher Zeit sie nicht gleich- 30 der statischen Elektrizität dieser Stapelfasern ergab förmig kalt oder heiß verstreckt werden konnten. 5,5 cm².
Weitere Fäden wurden 8 Tage bei Raumtemperatur

gehalten, wobei sie zu diesem Zeitpunkt weder kalt Beispiel3
noch heiß verstreckt werden konnten; sie waren so

brüchig, daß bei einem Streckausmaß oder -verhältnis 35 Mittels Extrudieren oder Ausstoßen aus der Schmelze von 5,2 kein zusammenhängendes oder fortlaufendes von Polyalkylenterephthalat, welches mit etwa 6°/₀, Streckkabel für eine kurze Zeitdauer von 5 Minuten bezogen auf das Gewicht von Polyalkylenterephthalat, beibehalten werden konnte. von Methoxypolyäthylenglykol mit einem Molekular-. ... gewicht von etwa 2000 und etwa 0,125 °/₀, bezogen auf ΰ e 1 s ρ 1 e 1 2 40 das Gewicht des Polyäthylenterephthalats, von Pen-Mittels Schmelzextrudieren oder -ausstoßen eines taerythrit modifiziert war, wurden Fäden gebildet. Die Polyäthylenterephthalatpolymerisats, welches mit etwa Fäden wurden dann mit einer wäßrigen Emulsion be- 6⁰I₀, bezogen auf das Gewicht des Polyäthylentere- handelt, welche 10°/₀ Feststoffe aus Sojadimethylphthalats, von Methoxypolyäthylenglykol mit einem äthylammoniumäthosulfat enthielt. Das Behandlungs-Molekulargewicht von etwa 2000 und etwa 0,125 °/₀, 45 mittel wurde mittels einer umlaufenden Walze in einer bezogen auf das Gewicht von Polyäthylenterephthalat, solchen Menge aufgebracht, daß 0,69 °/₀ Feststoffe auf von Pentaerythrit modifiziert war, wurden Fäden her- dem Faden, bezogen auf das Gewicht des Fadens, abgestellt. Diese Fäden wurden durch eine wäßrige gelagert wurden. Die Fadengarne wurden dann in Emulsion mit einem Feststoff gehalt von 2°/₀, wovon 3 Teile geteilt. Der erste Teil wurde unmittelbar auf 70 Gewichtsprozent aus dem Natriumsalz des Phos- 50 einer gebräuchlichen Streckzwirnmaschine bei einem phatdiesters von Oleylalkohol, der mit 7 Mol Äthylen- Streckausmaß von 4,41 mit ausgezeichneten Ergeboxyd umgesetzt war, und 30 °/₀ aus einer äquimolaren nissen heiß gestreckt. Der zweite Teil wurde 7 Tage lang Mischung des Bis-diäthanolaminsalzes von Mono- zurückbehalten, worauf er auf einer gebräuchlichen laurylphosphat und des Diäthanolaminsalzes von Streckzwirnmaschine bei einem Streckausmaß von Dilaurylphosphat bestanden, geführt. Das Behänd- 55 dem 4,41fachen mit ausgezeichneten Ergebnissen heiß lungsmittel wurde mittels einer umlaufenden Walze in gestreckt wurde. Der dritte Teil wurde 31 Tage lang einer solchen Menge aufgebracht, daß 0,23 °/₀ Fest- zurückbehalten, worauf dieser auf einer gebräuchlichen stoff auf den Fäden, bezogen auf das Gewicht der Streckzwirnmaschine bei einem Streckausmaß oder Fäden, abgelagert wurden. Die Fäden wurden gealtert Streckverhältnis von dem 4,41fachen mit ausgezeichne- oder 2,5 Stunden lang aufbewahrt, zu welcher Zeit die 60 ten Ergebnissen heiß gestreckt wurde.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbessern derVerstreckbarkeit und der Eigenschaften von Polyesterfäden durch Behandeln der nichtorientierten Fäden mit einem Präparationsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden mit einer wäßrigen, eine kationische, oberflächenaktive, quaternäre Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel