DE1958642A1

DE1958642A1 - Mehrkomponentengarne auf der Basis von Polyamiden

Info

Publication number: DE1958642A1
Application number: DE19691958642
Authority: DE
Inventors: Rene Grellier; Claude Guyot
Original assignee: Rhodiaceta SA
Current assignee: Rhodiaceta SA
Priority date: 1968-11-21
Filing date: 1969-11-21
Publication date: 1970-05-27
Also published as: BE741995A; GB1268910A; JPS4823965B1; CH508750A; LU59846A1; NL6917098A

Description

Melirkomponentengarnc auf der Basis von Polyamiden

Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrkomponentengarne, die aus zwei Polyamiden gebildet sind, die verschiedene Schrumpfungseigenschaften aufweisen.

Mehrkomponentengarne, die durch Extrudieren von zumindest zwei Polymeren der gleichen Natur oder verschiedener Natur mit verschiedenem Schrumpfungsvermögen durch ein und dasselbe Loch der Spinndüse erhalten sind und eine latente Kräuselung aufweisen, die nach Verstrecken durch Wärmebehandlung in entspanntem Zustand entwickelt werden kann, haben einen enormen Erfolg auf dem Textilgebiet gefunden, insbesondere für Strumpfwaren, Gewebe und auch Teppiche.

Es hat sich Jedoch ergeben, dass es zur Erzielung von ausreichend elastischen Erzeugnissen erforderlich ist, für die beiden Bestandteile Polymere zu verwenden, die sehr ungleiches Schrumpfungsvermögen haben, beispielsweise Polymere verschiedener chemischer Natur, die kein ausreichendes Haftvermögen haben und

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sich schliesslich im Verlaufe des Gebrauchs trennen, v/as ersieht liehe rv:el. se FIr das Aussehen und die Qualität tier' daraus hergestellten Erzeu^rriofe nachteilig ist.

UiTt diesen Lach'.eilen abzuhelfen, wurden Garne vorgrschlagen, die aus zwei Folyan.icjen gebildet sind, die besonderen Kriütallisationskriterien entsprechen. Diese Arten von ^ehrkomponentengarnen werden aus einem kristallinen Homo poly amid, beispielsweise (3 err. von Hexamethylendiamin und Adipinsäure stammenden Polyamid, und einem kristallisierbaren nichtisomorphen Copolyamid, das zumindest 20 Gevj.-;i von jeder der Polymerengruppierungen enthält, beispielsweise einem von Hexamethylendiamin, Adipinsäure und Sebacinsäure stammenden Cop:>lyn;eren, hergestellt.

In Anbetracht des hohen Mengenverhältnisses des zusätzlichen Monomeren, das su einem nichtisomorphen Copolymeren führt, sind di« Schmelzpunkte der beiden Polymeren, die dazu bestimmt sind, gleichzeitig extrudiert zu werden, merklich verschieden. Hieraus ergeber sich gewisse Schwierigkeiten beim Spinnen und es tritt eine Verklebung der Einzelfäden während des Auf v/icke Ins auf, insbesondere im Falle von feinen Titern.

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BAD

Es wurden Mehrkoaponentengarne gefunden, die aus FolyhexamethylenadipinsSurearaid und einem binären Copolyamid erhalten sind, das von Hexame thy lend iarjaioniuniadipat unJ 5 bis PO Gew.-I, bezogen auf das Gesaintsalz, eines Seizes stamisu , das vm einer Oicarbor.Fc-'ure r.it 0 Ois 1? Kohlens-ro'Tatorcen und eir:er.. Z,ia;;.in a'/gcleitet ist, das zurnindect einen substituierten cJcr unsu.bstivuierten Cyclohexyleiirest enGhSIt und der Formel

- H - NH

entspricht, in der R einen Rest der Formel

oder einen Rest der Fonnel

bedeutet, vr^rin r. eine ganze Zahl von 1 als -'»■ darstellt, η und r.¹ ganze Zahlen vcn 0 tis ^ reJeuten, R^, H, CH, oder C_pK_r dar· ε'el It, R den Hest H₁ oier einen Cyclohexyl rest hedemet, ur:u ρ eine ganze Zahl vxi 1 bis ·' da^steli^.

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BAD ORIGINAL

Wenn diese Diamine Strukturisomere besitzen, so können diese ( '-

wahlweise in reiner Form oder im Gemisch verwendet werden. · . .^N-,

ι ■ "-

Die verwendbaren Dicarbonsäuren sind die aliphatischen Dicarbonsäuren mit 6 bis.12 Kohlenstoffatomen und insbesondere Adipinsäure, Sebacinsäure und Dodecandisäure. . ;

Die Herstellung der in die Zusammensetzung der erfindungsgemässen Garne einbezogenen Copolyamide sowie diejenige der Monomeren, von denen sie stammen, ist an sich bekannt. ·

Diese neue Art von Mehrkomponentengara kann ohne Schwierigkeiten durch gleichzeitiges Spinnen der beiden Bestandteile erhalten werden, und die Einzelfäden haben nur eine geringe Tendenz, während des Aufwickeins untereinander zu verkleben. Die Erniedrigung des Erweichungspunkts des Copolyamide gegenüber demjenigen des Polyhexamethylenadlpinsäureamids ist gering, was einen grossen Vorteil im Verlaufe des Spinnarbeitsgangs darstellt und } t sich günstig auf die Qualität der erhaltenen Textilerzeugnisse auswirkt. Die Bestandteile haben ein gutes Haftvermögen, so . dass das Garn gut kohärent -bleibt und eine ausgezeichnete feine und regelmässige Kräuselung nach Wärmeentwicklung besitzt. Demzufolge ermöglichen diese Garne die Herstellung von zufrieden-) stellenden Textilerzeugnissen, die,ein gutes Aussehen der Oberfläche und konstante Festigkeitseigenschaften aufweisen. In Anbetracht der zur Herstellung des Copolymeren verwendeten geringen Menge an zusätzlichem Monomeren ist ausserdem der Herstellungspreis des Garns gegenüber demjenigen der bisher bekannten Garne beträchtlich herabgesetzt. Die Zugabe einer so geringen Menge des von cyclanischen Diaminen, wie definiert, stammenden Monomeren ermöglicht auch, in dem Copolymeren das Maximum ari Polyher.amethylenadipinsäureamidgruppierungen beizubehalten, von denen bekannt ist, dass sie dem Polymeren ein erhöhtes Kristal- '

lisationsvermögen verleihen. · ·

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BAD ORiG.'fJAL

Pf*

ι *~- J . ■ J

EsJ-St möglich, die Kristallisationserscheinungen der geprüf-

- ■ ; ten Copolyamide durch Messung der Kristallisationswärme ur.d "' -temperatur durch enthalpische Differentialanalyse unter Stick-' stoff zu verfolgen, wobei man mit einem Temperaturanstieg von

8⁰C je-Minute unter vorhergehendem Schmelzen-Abschrecken der Probe arbeitet. Man kann so die dem Beginn, dem Höhepunkt und dem Ende der Kristallisationsspitze entsprechenden Temperaturen feststellen. Die dem Kristallisationsgrad proportionale Spitzen-• - ! fläche wird auf eine Masse von 10 mg Polymeres bezogen.

Die Verwendung eines Copolyamide mit erhöhtem Kristallisation- ^ grad hat eine günstige Wirkung auf die mechanischen Eigenschaften des Mehrkomponentengarns und auf die Intensität und die Qualität der Kräuselung.

Man erhält diese Garne in üblicher Weise durch gleichzeitiges Extrudieren der beiden Polymeren nebeneinander odert.in Form

■ 1 von äezentrierter Seele ,und Hülle durch das gleiche Loch der

Spinndüse, wobei das Durchsatzverhältnis bis auf ein'Drittel herabgesetzt werden kann, es jedoch bevorzugt ist, cfass dieses Verhältnis im wesentlichen gleich 1 ist, und anschliessendes Verstrecken auf einem gegebenenfalls erhitzten Streckstift und Entwicklung der Kräuselung durch Wärmebehandlung, beispielsweise durch Behandlung des Garns im freien Zustand oder des aus diesem Garn hergestellten Erzeugnisses in siedendem Wasser unter Verwendung von jeder beliebigen bekannten Apparatur.

Vorzugsweise nimmt man die Entwicklung der Kräuselung .in zwei Stufen vor: Im Verlaufe der ersten Stufe wird die Kräuselung unter der Einwirkung eines auf das öarn in spannungsfreier Form . gerichteten heissen Gases direkt nach dem Verstrecken teilweise entwickelt j die zweite Stuf.e besteht "darin, das aus dem so behandelten Garn hergestellte Textilerzeugnis in siedendes Wasser ,· e.inzutaucehn, .ein Arbeitsgang, der yorteilhafterweise mit. der . Färbung kombiniert werden kann.

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ORIGINAL

Die erhaltene Kräuselung ist charakterisiert durch die Ausdehnbarkeit des Garns und durch die Kräfte der Halbentkräusetung und Halbrückkräuselung, Kräfte, "die sich aus einer interessanter. Eigenschaft des G a ."ns ergeben, nämlich dessen Widerstand gegen eine Entkräuselung. Ss ist diese Eigenschaft, die direkt während der Manipulationen oder dann, wenn das Garn beim Gebrauch, beispielsweise in einem Trikot, die RetbungS kräfte aushalten soll, beteiligt ist, um die Wirkungen einer vorübergehenden Deformation aufzuheben.

Die Ausdehnbarkeit ist durch die Beziehung E /£ = —Z— χ 100

gegeben, in der L die Länge des unter einer Spannung von 225 mg je dtex entkräuselten Garns bedeutet und 1 die Länge des gekräuselten Garns ohne Spannung darstellt.

Aus dem Kraft-Dehnungs-Diagramm, das für das Intervall 1 bis L aufgenommen ist, kann man auf der Ordinate die Halbentkräuse-

E ^ lungs- und Halbrückkräuselungskräfte für -^- , aufgetragen auf der Abszisse, ablesen. Man stellt fest, dass diese Kräfte unendlich viel kleiner als die zur vollständigen Entkräuselung. erforderliche Kraft ist.

Die erfindungsgeir.ässen neuen Mehrkomponentengarne können bei der Herstellung von Geweben, Maschenwaren und Teppichen verwendet. werden, doch sind sie insbesondere auf dem Gebiet der Strumpfwaren wertvoll, auf welchem sie die Herstellung von Erzeugnissen ermöglichen, die gute Gebrauchseigenschaften besitzen.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

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BAD ORiGiWAL

3elsplel

Kan extruiiert nebeneinander bei ?90°C unter Verwendung einer üblichen Sch;t.clzspinnvorrichtung gleichzeitig und mit dem gleichen Durchsatz durch die gleichen Löcher einer Spinndüse rniu 2<t Löchex-n Polyhexan.ethyienadipinsäurearnid und ein Cοpolyamid, das von Hexamethylendiammoniumadipat und dem Adipat von Ji-(4-aminocyclohexyl)-methan in einem Gewichtsmerige"nverhältnis von 80:20 stammt.

Am Ausgang der* Spinndüse treten die Fäden in eine Kühlatrnosphäre ' ein und werden dann mit einer Geschwindigkeit von 900 m/min aufgewickelt .

Anschliessend werden sie bei Zimmertemperatur auf einen Grad von 3,1 durch Führen über einen Strecket if t von 6 mm .Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 480 m/min verstreckt. Sie besitzen dann die folgenden Eigenschaften:

Gesamttiter in dtex 78

Festigkeit in g'dtex 4,32

Dehnung, $ 27,2

Die so hergestellten" Mehrkomponentengarne besitzen eine potentielle Kräuselung, die in siedendem Wasser entwickelt wird, währeni sich die Garne in freiem Zustand befinden. Die erhaltene Kräuselung ist durch eine Ausdehnbarkeit von 170 %, eine Halbentkräuselungskraft von 11,34 mg dtex und eine Halbruckkräuselungskraft von 5,31 mg/ dtex charakterisiert.

Beispiel 2

Man spinnt in der gleichen Weise wie in Beispiel 1, jedoch unter Verwendung einer Spinndüse mit 10-Löchern gleichzeitig und mit deßi gleichen Durchsatz PolyhexaniethylenadipinsSureair.id und ein

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BAD ORIGINAL

-B-

Copolyamid·, das aus Hexamethylendiainmoniumadipat und dem Sebacat von Di-(4-aminocyclohexyl)-methan in einem Gewichtsverhältnis von 8j5 : 17 stammt.

I-'ian wickelt die erhaltenen monofilen Mehrkomponentengarne mit einer Geschwindigkeit von 420 ηιΛπίη auf, verstreckt sie dann bei Zimmertemperatur auf einen Grad von 4,28 auf einem Streckstift von 8 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 720 m/min und entwickelt die Kräuselung in siedendem V/asser, wobei das Garn in freiem Zustand gehalten wird. ,,

Die Garne besitzen die folgenden Eigenschaften:

Titer in dtex	19
Festigkeit in g dtex	5,22
Dehnung, %	34,8
Ausdehnbarkeit, ¹^	142
Halbentkräuselungs- kraft in mg/dtex:	6,12
Halbruckkräuselungs- kraft in mg/dtex:	2,34

Man verwendet die Garne zur Herstellung von Strümpfen die eine gute Elastizität aufweisen und das Bein gut formen.

Beispiel 3

Wan extrudiert gleichzeitig und mit dem gleichen Durchsatz durch die gleichen Löcher einer Spinndüse mit 30 Löchern Polyhexamethylenadipinsäureamid und ein C ο poly amid , das von Hexamethylendiainmoniumadipat un1 dem Adipat von 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin-(i) in einem Gewichtsverhältnis von 90:10 stammt, bei 292⁰C. Man wickelt die erhaltenen Mehrkomponentengarne nach-Abkühlen. mit einer Geschwindigkeit von 300 m/min auf und verstreckt sie'

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dann um das 4,6-fache mit 240 m/min' durch Führen über einen auf 70⁰C erhitzten Streckstift. Man entwickelt die Kräuselung des Garns durch Behandlung desselben in freiem Zustand in siedendem V/asser. Das Garn besitzt dann die folgenden Eigenschaften:

Gesamttiter in dtex	550	,77
Festigkeit in g/dtex	4	,3
Dehnung, %	36
Ausdehnbarkeit, $	85	,01
Halbentkräuselungs- kraft in. mg/dtex	8	5,31
Halbruckkräuselungs- kraft in mg/dtex

Beispiel 4

Man stellt in der gleichen Weise und mit den gleichen Polymeren wie in Beispiel 3 ein .Mehrkomponentengarn her, dessen Kräuselung von_ etwa 4o % man unmittelbar nach dem Verstrecken durch Führen des von der Reckwalze kommenden Garns durch einen auf etwa 200⁰C erhitzten Gasstrom entwickelt.

Man stellt nach bekannten Methoden mit einem so behandelten Garn mit vier einfachen Garnen einen Tuft-Teppich her und bewirkt die Entwicklung der Kräuselung durch Färbung.

Der erhaltene Teppich besitzt ausgezeichnete Regelmässigkeit und eine gute Farbaffinität.

Beispiele 5 bis 9

Man estrudiert nebeneinander bei 290⁰C unter Verwendung einer üblichen Schmelzspinnvorrichtung gleichzeitig durch die gleichen öff- ' nungen einer Spinndüse mit 24 öffnungen und mit dem gleichen Durch-

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ORIGINAL

satz Polyhexamethyienadipinsäureamid und ein Copolyamid, das von Hexame thy lend iammoniurnadipat und einem Salz einer J !carbonsäure mit C bio 12 Kohlenstoffatomen und einem bieyclariischen Diarnin stammt.

Am Ausgang der Spinndüse treten die Fäden in eine Kühlatmosphäre ein. Dann werden sie mit einer Geschwindigkeit von 900 m min aufgewickelt.

Anschliessend werden sie bei Zimmertemperatur auf einen Grad von ™ 3,1 durch Führen über einen Streckstift von 6 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 480 m/min verstreckt.

Die so hergestellten Mehrkomponentengarne besitzen eine potentielle Kräuselung, die in siedendem Wasser entwickelt wird, während sich die Garne in freiem Zustand befinden.

Man stellt so mehrere Garnproben mit einem Gesämttiter von ?8 dtex her. Die Eigenschaften der verwendeten Copolyamide sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengestellt, in der die verschiedenen Symbole die folgenden Bedeutungen haben:

(1) VF = Schmelzviskosität, gemessen nach der Norm ASTMD-12J53 62 T bei 285°C statt 275⁰C nach 15-minütigem Schmelzen.

(2) VR = relative Viskosität, gemessen bei 25°C mit einer Lösung mit 8,4 % in 90 '^iger Ameisensäure.

(3) GT - COOH = Anzahl der endständigen Gruppen COOH je 10 g ;

Polymeres.

(4) GT - NH₂ = Anzahl der Gruppen NH₃ je 10 g Polymeres.

(5) PR = Gipfel der Schmelzspitze-in den Kurven der enthalpißchen Differentialanalyse unter den zuvor definierten Bedingungen.

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CD O CO OO NJ

Beispiele	5	6	100 ^trans- trans- Isomeres	7	S	Dodecandisäure	20	20	20	10	9	Adipinsäure
Art des bicyclani- r-chen Jiamins	Bis- (4-arninocyc lo he xyl)-methan	2,2-3is-(4-arcinocyclo- hexyl)-propan	1170	10 ^O	790'	970	r..2-5is-(-'i-a!7iino- 3-ne-hylcyclo- hexyl)-propan	10
Oehn]ι el ^r ,;⁴\erooisomeren» %	73 % trans- trans-Iso- meres, 27 Ί> cis-trans- + cis-cis- Isomei'es	65,5 % trans-trans- Isomeres 32 % cis-trans-Isomeres ?,5 # cis-cis-Isoneres	37,2	3B,1	30,2	32,2	•	740
Art 'lor Jicarbonsäure	73	69		63	S-B,9
Gewichtsprozent des Sal zes aus dem bicyclanl- Schen Dlamin und der Di- saur'e in dem Gesamtsalz	51	52	33	:;1	75
V? P (1)	2^0	240	240	252	31
Vft (2)	79	73	36	71	253
OT - GOOH (3)	4 00	420	550	370	75
OT - NHp (4)	"^35
PH⁰C (5)
Kristailisationstempe- ratur, ⁰C
rlr^;ci>.' der Kfistalli- sationsüpi tze ,' ram^

Tabelle I

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"i HA*t ft ^s'^ Die Eigenschaften der erhaltenen gekräuselten Garne sind in deij* ^;*nP* ^

folgenden Tabelle··· II zusammengestellt j I

Tabelle II

3eispiele	5	6	7	8	9 im!
Ausdehnbarkeit,%	191	210	211	178	127
Halbentkräuselungs- kraf£, mg/dtex	4,8	6,2 .	10,4	2,5	2,5
Halbr'ückkräuse lungs - kraft, mg/dtex	2,2	2,7	3,2	1,2	1,2
Festigkeit, g/dtex	3,89.	4,04	3,79	2,99	4,16
Dehnung, %	34,9	30,5	34,2	30,9	31,1

Beispiel 10

Man spinnt in der gleichen Weise wie in den Beispielen 5 bis 9 gleichzeitig Polyhexamethylenadipiq,säureamid und ein Copolyamide das aus 80 Gew.-^ Hexamethylendiammoniumadipat und 20 Gew.-^ eines Salzes stammt,, das von Adipinsäure und p-Hexahydroxylylendiamin in Form des reinen trans-Isomeren stammt.

Die Eigenschaften des verwendeten Copolyamids sind in der folgenden Tabelle-III zusammengestellt:

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- 13 -

Tabelle III

VR (2)	42	(2)„ (3), (4) und (5) haben die für die . Tabelle I angegebene Bedeutung
OT-'- CCX)H (3)	78
GT - NH₂ (4)	38
. PR⁰C (5)	250
Kristallisationstemperatur, °C	74
ρ Fläche der Kristallisationsspitze, mm	420

Nach Verstrecken und Wärmebehandlung besitzt das erhaltene Garn eine gute Kräuselung und eine gute Festigkeit und kann zur Herstellung von wertvollen Textilerzeugnissen verwendet werden.

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OftfGINAL INSPECTED

Claims

Patentanspruch Mehrkomponentengarne mizzwe^ Bestandteilen, von denen einer Poly hexamethylenadipinsäurearntd und der andere ein binäres Copolyamid ist, mit potentieller Kräuselung, dadurch gekennzeichnet, dass das Copolyamid von Hexamethylendiarnnioniurnadipat und 5 bis 20 Gew.-$, bezogen auf das Gesamtsalz, eines Salzes stammt, das von einer Dicarbonsäure mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und einem Diamin abgeleitet ist, das zumindest einen substituierten oder nichtsubstituierten Cyclohexylenrest enthält und der Formel NH2 - R - NH2 entspricht, in der 2Jn oder

1.

worin m eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt, η und n¹ ganze Zahlen von 0 bis 4 sind, R- H, CH-, oder C₂H_r bedeutet, R¹ den Rest R* oder einen Cyclohexylrest bedeutet und ρ eine ganze Zahl Von 1 bis 6 darstellt.

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