DE1959150B - Polyamid Bikomponentenfaden - Google Patents

Description

NH₂-R-NH₂ entsprechen, in der R einen der Reste

(CH₂L -

oder

bedeutet, worin m eine ganze Zahl von J bis 4 darstellt, η und ri ganze Zahlen von 0 bis 4 sind, R₁ H, CH₃ oder C₂H₅ bedeutet, R' den Rest R₁ oder einen Cyclohexylrest bedeutet und ρ eine ganze Zahl von 1 bis 6 darstellt.

40

45

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Bikomponentenfaden, die aus zwei verschiedenen Polyamiden gebildet sind.

Mehrkomponentengarne auf der Basis von zumindest zwei Polymeren, die verschiedene Schrumpfungsvermögen besitzen, sowie ihr Herstellungsverfahren durch gleichzeitiges Extrudieren der Polymeren durch die gleichen Löcher einer Spinndüse sowie deren Verwendung auf dem Strumpfwarengebiet und in der Weberei sind bekannt.

Es wurden bereits Mehrkomponentengarne auf der Basis von zwei Polymeren der gleichen chemischen Art beschrieben, um gewisse Nachteile zu be- _5; heben, die im Verlaufe der Verwendung beobachtet werden und auf einem Mangel an Haftvermögen der Polymeren beruhen, wenn diese von verschiedener chemischer Art sind.

So wurden Garne vorgeschlagen, die aus zwei Polyamiden gebildet sind, die besonderen Kristallisationskriterien entsprechen. Diese Garne werden aus einem Homopolyamid, vorzugsweise Polyhexamethylenadipinsäureamid, und einem nicht isomorphen Copolyamid hergestellt, \*i zumindest 20 Gewichtsprozent von jeder der polymeren Gruppien-ngen enthält, wobei die eine dieser Gruppierungen vorzugsweise die Hexamethylenadipinsäureamidgruppierung ist Die zumindest 20 Gewichtsprozent an Monomeren, die zu d-n nicht isomorphen Eigenschaften fuhren, können gegebenenfalls aus einem Gemisch von Monomeren bestehen, die, einzeln verwendet, diese Eigenschaften dem Copolyamid verleihen.

Aus diesem beträchtlichen Zusatz an zusätzlichen Monomeren zur Bildung des nicht isomorphen Copolymeren ergibt sich jedoch ein merklicher Unterschied zwischen den Schmelzpunkten der beiden Polyamide die das Mehrkomponentengarn bilden, was Schwierigkeiten beim Spinnen und das Auftreten von verklebten Einzelfäden während des Aufwickeins mit sich bringt.

"s wurden dann Mehrkomponentengarne aui der Balis eines Homopolyamids und eines binären Copolyamids vorgeschlagen, das höchstens 20 Gewichtsprozent nicht isomorphe Polymerengruppierung enthalt und aus besonderen Diaminen und Dicarbonsäuren stammt, wobei der Rest aus der gleichen Gruppierung wie diejenige des Homopolyamids besteht.

In diesem Falle liegen die Schmelzpunkte der beiden Polymeren näher aneinander, und die Schwierigkeiten beim Spinnen sind viel geringer. Die Schmelzpunkte sind jedoch noch verschieden, und es treten außerdem zum Zeitpunkt der Feuchtigkeitsaufnahme der Garne auf der Spinnbobine verklebte Einzelfaden auf, ein Phänomen, das auf dem Ausmaß der amorphen Phase

beruht. . . .,

Mehrkomponentenfäden aus einer Homopolyamid- und einer ternären Copolyamidkomponente sind aus der französischen Patentschrift 1516 453 und aus der niederländischen Auslegeschrift 6 516 698 bekannt. Jedoch sind ihre mechanischen Eigenschaften wenig befriedigend bzw. treten beim Verspinnen leicht Verklebungen auf.

Die Erfindung betrifft nun Bikomponentenfaden mit potentieller Kräuselung, deren eine Komponente aus Polyhexamethylenadipinsäureamid und deren andere Komponente aus einem ternären Copolyamid besteht, die dadurch gekennzeichnet sind, daß das Copolyamid von Hexamethylendiammoniumadipat, 5 bis 25 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtsalz) Hexamethylendiammoniumterephthalat und 5 bis 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtsalz) eines Salzes stammt, das von einer Dicarbonsäure mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und Diaminen abgeleitet ist, die zumindest einen substituierten oder unsubstituierten Cyclohexylenrest enthalten und der Formel

NH₂-R-NH₂

entsprechen, in der R einen der Reste

-(CH

oder

60

65

bedeutet, worin m eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellt, η und n' ganze Zahlen von 0 bis 4 sind, R₁ H, CH₃ oder C₂H₅ bedeutet, R' den Rest R, oder einen

i 959 150

Cyclohexylrest bedeutet und ρ eine ganze Zahl von 1 bis 6 darstellt.

Wenn diese cyclanischen Diamine Strukturisomere besitzen, so können diese wahlweise in reiner Form oder im Gemisch verwendet werden.

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 Garnart bietet mehrere wesentliche Vorteile, die durch das Vorhandensein von Terephthalsäuregruppierungen in dem Copolyamid bedingt sind, das einen der Bestandteile bildet.

Es wurde festgestellt, daß das Spinnen unter besseren Bedingungen erfolgt, insbesondere das Auftreten einer Verklebung von Einzelfäden während des Abkühlens ausgeschaltet ist, und zwar durch die Tatsache, daß der i iiicrschied im Schmelzpunkt zwischen den beiden Bestandteilen des Mehrkomponentengarns sehr gering ist. Ein ternäres Copolyamid. das Hexamethylendiaminadipinsäureamid- und -terephthalsäureamidgruppierungen und Gruppierungen enthält, die von einem zusätzlichen Monomeren stammen, das dem Copolyamid die Eigenschaften verleiht, nicht isomorph zu sein, besitzt einen höheren Schmelzpunkt als ein binäres Copolyamid. das von Hexamethylendiammoniumadipat und einem gleichen Mengenanteil des gleichen zusätzlichen Monomeren stammt.

Die durch das Vorhandensein dieser gleichen Gruppierungen hervorgerufene Erhöhung der Schmelzviskosität spielt ebenfalls eine Rolle für den guten Spinnablauf, insbesondere durch die Möglichkeit, ein gespannteres Fadenbündel zu erhalten. "

Diese höhere Schmelzviskosität ermöglicht, als zweiten Bestandteil auch ein Polyhexamethylenadipinsäureamid mit höherer Viskosität zu verwenden. Die Mehrkomponentengarne besitzen so eine verbesserte Reißfestigkeit.

Es wurde festgestellt, daß die erfindungsgemäßen Garne keine verklebten Einzelfäden während der Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen, wie dies für die bisher bekannten Mehrkomponentengarne der Fall ist.

Das Vorhandensein von Terephthalsäuregruppierungen ermöglicht auch, Copolyamide mit einer erhöhten Kristallisationsspitze zu erhalten, was erlaubt, das Verstrecken des Garns unter schärferen Bedingungen durchzuführen.

Die Messungen der Kristallisations- und Schmelzspitzen werden durch enthalpische Differentialanalyse unter Stickstoff durchgeführt, wobei man mit einem Temperaturanstieg von 8° C je Minute unter vorhergehendem Schmelzen-Abschrecken der Probe arbeitet. Man kann so die dem Beginn, dem Höhepunkt und dem Ende der Kristallisations- und Schmelzspitzen entsprechenden Temperaturen feststellen. Die dem Kristallisationsgrad proportionale Spitzenfläche wird auf eine Masse von 10 mg Polymeres bezogen.

Schließlich ist die potentielle Kräuselung der neuen Garne größer als die vergleichbarer, jedoch aus einem binären Copolyamid ohne Terephthalatsäuregruppierungen erhaltener Garne. Die Kräuselung sollte durch Wärmebehandlung bei ziemlich erhöhten Temperaturen entwickelt werden, doch ist die erhaltene Kräuselung gegen eventuelle Temperaturänderungen, denen das Garn später ausgesetzt sein kann, stabiler.

Der Prozentsatz an Hexamethylendiammoniumterephthalat, der erforderlich ist, um dem Copolymeren alle diese Eigenschaften zu verleihen, variiert im Bereich von 5 bis 25%. Bei Mengen unterhalb von 5% sind die erzielten Vorteile vernachlässigbar, und über

ίο 25% ist es schwierig, ein Copolymeres zu erhalten, dessen Schmelzviskosität in der gleichen Größenordnung wie diejenige von Polyamid liegt. Große Unterschiede in der Schmelzviskosität der beiden Bestandteile führen zu Schwierigkeiten beim Spinnen. Vorzugsweise verwendet man 10 bis 15 Gewichtsprozent.

Je nach der gewünschten Kräuselung und je nach

der Art des zusätzlich verwendeten Monomeren, das zu dem nicht isomorphen Copolymeren führt, kann der Mengenanteil desselben in dem Copolymeren in einem Bereich von 5 bis 20 Gewichtsprozent variieren. Man erhält die erfindungsgemäßen Garne nach einem üblichen Schmelzspinnverfahren durch gleichzeitiges Extrudieren der beiden Polymeren nebeneinander oder in Form von dezentrierter Seele und Hülle durch die gleichen Löcher der Spinndüse, wobei das Durchsatzverhältnis bis auf ein Drittel herabgesetzt werden kann, es jedoch bevorzugt ist, daß dieses Verhältnis im wesentlichen gleich 1 ist, und anschließendes Verstrecken auf einem Streckstift, der gegebenenfalls auf eine mäßig erhöhte und in jedem Falle für die Bewirkung einer merklichen Kristallisation des Copolymeren unzureichende Temperatur erhitzt sein kann und Entwicklung der Kräuselung durch Wärmebehandlung, beispielsweise durch Behandlung des Garns

im freien Zustand oder des aus diesem Garn erhaltenen Erzeugnisses in siedendem Wasser.

Wenn man den Arbeitsgang mit dem Textilerzeugnis vornimmt, kann man ihn in vorteilhafter Weise mit der Färbung kombinieren.

Die erhaltene Kräuselung ist charakterisiert durch die Ausdehnbarkeit des Garns und die Kräfte der Halbentkräuselung und Halbrückkräuselung, Kräfte, von denen bei gleicher Ausdehnbarkeit die Nervosität der Kräuselung und somit deren Entkräuselungsfestigkeit direkt abhängt. Es ist diese Eigenschaft des Garns, die im Verlaufe der Manipulationen oder des Gebrauchs eine Rolle spielt.

Die Ausdehnbarkeit wird allgemein ausgehend von der Länge L des unter einer Belastung von 225 mg/dtex entkräuselten Garns und der Länge / des gekräuselten Garns im spannungsfreien Zustand definiert. Sie ist dann durch die Beziehung

L- /

100

gegeben.

Die Messungen werden mit Hilfe eines INSTRON-Dynamometers durchgeführt, wobei das Garn einer Entkräuselung und dann einer Rückkräuselung unterzogen wird. Aus den für das Intervall / bis L aufgenommenen Kurven kann man die Ausdehnbarkeit auf der Abszisse und die Halbentkräuselungs- und Halbrückkräuselungskräfte auf der Ordinate ablesen.

Die aus diesen Copolyamiden und Polyhexamethylenadipinsäureamid erhaltenen Garne können,auf dem Gebiet der Strumpfwaren verwendet werden, auf welchem sie infolge ihrer Elastizitäts- und Festig-

keitseigenschaften und dadurch, daß sie den so hergestellten Erzeugnissen ein gutes Aussehen und einen angenehmen Griff verleihen, besonders vorteilhaft sind, sowie für die Herstellung von Geweben und Teppichen verwendet werden.

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

Beispiel 1

Man extrudiert nebeneinander bei 290'C unter Verwendung einer üblichen Schmelzspinnvorrichtung gleichzeitig und mit dem gleichen Durchsatz durch die gleichen Löcher einer Spinndüse mit 10 Löchern Polyhexamethylenadipinsäureamid und ein Copolyamid, das -von Hexamethylendiammoniumadipat. H. ."amethylendiammoniumterephthalat und Hexarnethyiendiammoniumsebacat in einem Gewichtsverhältnis von 67:17:16 stammt.

Am Ausgang der Spinndüse durchlaufen die einfädigen Garne ein Kühlgas und werden dann mit 420 m min aufgewickelt.

Sie werden anschließend bei Zimmertemperatur auf einen Grad von 4.12 durch Führen über einen Streckstift von 8 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 540 m min verstreckt. Man entwickelt die Kräuselung in siedendem Wasser, wobei die Garne in spannungsfreiem Zustand gehalten werden. Sie besitzen dann die folgenden Eigenschaften:

Titer in dtex 17

Festigkeit in g/dtex 4.45

Dehnung, % 36

Ausdehnbarkeit. % 160

Halbenlkräuselungskraft in mgdtex 4.5
Halbrückkräuselungskraft in

mg dtex 1.8

Diese unter Verwendung von Hexamethylendiammoniumsebacat hergestellten Garne besitzen eine wesentlich geringere Halbentkräuselungskraft bzw. Halbrückkräuselungskraft als die in den nachfolgenden Beispielen hergestellten erfindungsgemäßen

Fäden. _n . . , .

Beispiel 2

Man stellt ein Mehrkomponentengarn her, wobei man wie im Beispiel 1 arbeitet, jedoch das Hexamethylendiammoniumsebacat Jurch das Adipat von Di-(4-aminocyclohexyl)-methan ersetzt und wobei das Gewichtsverhältnis der Bestandteile des Copolyamids ferner 65: 15: 20 beträgt.

Man extrudiert bei 292C die beiden Po'ymeren gleichzeitig durch die Löcher einer Spinndüse mit 30 Löchern, wobei der Durchsatz des Homopolyamids und des Copolyamids im Verhältnis von 60:40 erfolgt. Man wickelt die erhaltenen Garne mit 300 m/ min auf.

Anschließend verstreckt man sie auf einem auf 70⁰C erhitzten Streckstift mit einer Geschwindigkeit von 310 m/min auf einen Grad von 4,5.

Nach Behandlung der Garne in freiem Zustand in siedendem Wasser besitzen sie die folgenden Eigenschaften :

Gesamttiter in dtex .· 550

Festigkeit in g/dtex 4,45

Dehnung, % 37,2

Ausdehnbarkeit, % 110

Halbentkräuselungskraft in mg/dtex 11,07
Halbrückkräuselungskraft in

mg/dtex 5.85

Man verwendet diese Garne zur Herstellung von Teppichen nach bekannten Methoden. Sie besitzen gute Regelmäßigkeit und gute Farbaffinität.

Beispiel 3

Man stellt Mehrkomponentengarne her, wobei man wie im Beispiel 1 arbeitet, jedoch das Hexamethylendiammoniumsebacat durch das Sebacat von Di-(4-aminocyclohexyl)-methan ersetzt und wobei das Gewichts verhältnis in dem Copolyamid dann 70:15:15 beträgt.

Man extrudiert die beiden Polymeren bei 290⁰C gleichzeitig und mit dem gleichen Durchsatz durch die Löcher einer Spinndüse, die drei Reihen von jeweils 10 Löchern aufweist, und wickelt die erhaltenen Mehrkomponentengarne mit einer Geschwindigkeit von 600 m/min auf.

Man verstreckt sie anschließend bei Zimmertemperatur auf einem Streckstift mit einem Durchmesser von 6 mm mit einer Geschwindigkeit von 470 m min auf einen Grad von 4,02.

Man taucht die Garne in freiem Zustand in siedendes Wasser, um die Kräuselung zu entwickeln. Sie besitzen dann die folgenden Eigenschaften:

Gesamttiter in dtex 22

Festigkeit in g/dtex 4.83

Dehnung, % 32,3

Ausdehnbarkeit, % 160

Halbentkräuselungskraft in mg/dtex 9,54

Halbrückkräuselungskraft in

mg/dtex 5,13

Die Garne werden zur Herstellung von sehr elastischen Strümpfen, die ein schönes Aussehen am Bein aufweisen, verwendet.

Beispiel 4

Man stellt Mehrkomponentengarne wie im Beispiel 1 her, wobei man jedoch das Hexamethylendiammoniumsebacat durch das Adipat von 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin-(l) ersetzt und wobei das Gewichts verhältnis der Bestandteile des Copolyamids 75:10:15 ist.

Man extrudiert bei 292° C die beiden Polyamide gleichzeitig und mit dem gleichen Durchsatz durch die gleichen Löcher einer Spinndüse, die zwei Reihen von 24 Löchern aufweist, und wickelt die erhaltenen Garne mit einer Geschwindigkeit von 600 m/min auf.

Nach Verstrecken bei Zimmertemperatur auf einem Streckstift von 6 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 520 m/min auf einen Grad von 3,95 taucht man die Garne in freiem Zustand in siedendes Wasser, um die Kräuselung zu entwickeln. Sie besitzen dann die folgenden Eigenschaften:

Gesamttiter in dtex 78

Festigkeit in g/dtex 4,41

Dehnung, % 34

Ausdehnbarkeit, % 160

Halbenlkräuselungskraft in mg/dtex 11,61
Halbrückkräuselungskraft in

mg/dtex 6,75

Beispiel 5

Man stellt Mehrkomponentengarne unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 4 her, wobei man einerseits Polyhexamethylenadipinsäureamid und andererseits ein Copolyamid verwendet, das aus Hexa-

methylendiammoniumadipat, Hexamethylendiammoniumterephthalat und dem Adipat von Di-(4-aminocyclohexyl)-mcthan in einem Gewichtsverhältnis von 65 : 15 : 20 stammt.

Nach Verstrecken und Behandlung in siedendem Wasser besitzen die Garne die folgenden Eigenschaften:

Gesamttiter in dtex 78

Festigkeit in g/dtex 3,96

Dehnung, % 32

Ausdehnbarkeit, % 130

Halbenikräuselungskrafl in mg/dtex 13,05
Halbrückkräuselungskraft in

mg/dtex 5,85

Beispiel 6

Man extrudiert nebeneinander bei 292 C unter Verwendung einer üblichen Schmeizspinnvorrichtung gleichzeitig und mit dem gleichen Durchsalz durch die gleichen Löcher einer Spinndüse, die zwei Reihen _zo von 24 Löchern aufweist, Polyhexamethylenadipinsäureamid und ein Copolyamid, das aus Hexamethylendiammoniumadipat, Hexamethylendiammoniumterephthalat und dem Dodecanoat von 2,2-Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan (mit 68% trans-trans-Isomerem. 30% cis-trans-Isomerem und 2% cis-cis-Isomerem) in einem Gewichtsverhältnis von 70: 15: 15 stammt.

Am Ausgang der Spinndüse treten die Garne in ein Kühlgas ein und werden dann mit 600 m/min aufgewickelt.

Sie werden anschließend bei Zimmertemperatur auf einen Grad von 3,95 durch Führen über einen Streckstift von 6 mm Durchmesser mit einer Geschwindigkeit von 520 m/min verstreckl. Man entwickelt die Kräuselung in siedendem Wasser, wobei die Garne in spannungsfreiem Zustand gehalten werden.

Sie besitzen dann die folgenden Eigenschaften:

78
3.75

Gesamttiter in dtex

Festigkeit in g/dtex

Dehnung, % 30

Ausdehnbarkeit, % 170

Halbentkräuselungskraft in mg/dlex 8.5
Halbrückkräuselungskraft in

mg/dtex 2.2

40

45

Beispiel 7

Man stellt ein Mehrkomponentengarn unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 6 her. wobei man jedoch das Dodecanoat von 2,2-Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan durch das Adipat von 3-Aminomethyl-3,5,5-trirnethylcyclohexylamin-(l) ersetzt und das Gewichtsverhältnis der Bestandteile 75:15:10 beträgt.

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

Maximum

Ende

Fläche der Kristallisationsspitze, mm².

93

96

465

Nach Verstrecken und Wärmebehandlung sind die Eigenschaften des erhaltenen gekräuselten Garns die folgenden:

Gesamttiter in dtex 78

Ausdehnbarkeit, % 120

Halbentkräuselungskraft in mg/dtex 10,5 Halbrückkräuselungskraft in

mg/dtex 4,1

Die Kräuselung dieses Garns ist sehr fein, ohne verklebte Einzelfäden und sehr regelmäßig.

Tabelle I

Schmelzspitze, °C

Beginn

Maximum

Ende

Kristallisationsspitze, ⁰C
Beginn

235

254
258

90

60 Beispiele 8 und 9

Man stellt wie im Beispiel 6 verschiedene Proben von gemischten Garnen mit latenter Kräuselung aus Polyhexamethylenadipinsäureamid und einem Copolyamid her, das aus Hexamethylendiammoniumadipat, Hexamethylendiammoniumterephthaiat und einem Salz einer Dicarbonsäure mit 6 oder 10 Kohlenstoffatomen und einem aliphatischen odercyclanischen Diamin stammt.

Die Eigenschaften der verwendeten Copolyamide sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:

Tabelle II

Art des Diamins in dem
zusätzlichen Salz

Art der Dicarbonsäure in
dem zusätzlichen Salz....

Gewichtsprozentsatz des
Hexamethylendiammoniumterephthalats in dem
Gesamtsaiz

Gewichtsprozentsatz des
zusätzlichen Salzes in dem
Gesamtsalz

Schmelzspitze, ⁰C

Beginn

Maximum

Ende

Kristallisationsspitze, ⁰C

Beginn

Maximum

Ende

Fläche der Kristallisationsspitze, mm²

Beispiele 8 I 9

3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin-{ 1)

Adipinsäure

10

10

241 255 258

76 79 82

475

10

240 254 257

81 84 87

500

Nach Verstrecken und Wärmebehandlung besitzen die erhaltenen Garne eine gute Kräuselung und eine gute Festigkeit und können zur Herstellung von wertvollen Textilerzeugnissen verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bikomponentenfaden mit potentieller Kräuselung, deren eine Komponente aus Polyhexamethylenadipinsäureamid und deren andere Komponente aus einem ternären Copolyamid besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolyamid von Hexamethylendiammoniumadipat, 5 bis 25 Gewichtsprozent (bezogen auf Gesamtsalz) Hexamethylendiammoniumtherephthalat und 5 bis 20 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtsalz) eines Salzes stammt, das von einer Dicarbonsäure mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen und Diaminen abgeleitet ist, die zumindest einen substituierten oder nicht substituierten Cyclohexylenrest enthalten und der Formel