DE2004358B - Krauselfähige, gefärbte Zweikomponen tenfasern aus Polypropylen - Google Patents

Description

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Um kräuselbare Fasern herzustellen, ist es üblich, zeigt nicht den tatsächlichen Betrag der Faserver-

mehrere verschiedene Ausgangsmaterialien gemein- kürzung, sondern eine scheinbare Schrumpfung der

sam zu verspinnen, wodurch sogenannte Zweikompo- Faserbänder,

nentenfasern erhalten werden. Die scheinbare Schrumpfung der Faserbänder hat

Es ist bekannt, daß Fasern aus Polyolefinen, z. B. 5 ihre Ursache in einer Kräuselung der Fasern, wobei

Polyäthylen, Polypropylen usw., sehr schwierig zu feine Wellungen oder Spiralen entstehen,

farben sind, da die Moleküle, welche die Faser bilden, Florgewebe, die nicht aus den erfindungsgemäßen

schwierig mit einem Farbstoff zu vereinigen sind und Fasern, sondern aus solchen mit einer prozentualen

viele Moleküle des Polymeren in kristallinen Formen Schrumpfung von weniger als 20% hergestellt worden

vorliegen. io sind, zeigen keine besonders guten Eigenschaften.

Um tiefgefärbte Polyolefinfasern herzustellen, wer- Die erfindungsgemäßen Zweikomponentenfasern,

den diese Fasern häufig aus Harzen gesponnen, welche welche aus zwei Schichten bestehen, werden dadurch

Pigmente enthalten. erhalten, daß man zwei Polypropylenarten mit ver-

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Zwei- schiedenen Polymerisationsgraden gemeinsam spinnt,

komponentenfasern, welche aus speziellen Polypro- 15 Einige Polypropylene können in zwei Arten von PoIy-

pylenen, die Pigmente enthalten, hergestellt werden. propylenen mit unterschiedlichen Polymerisations-

Die erfindungsgemäßen Zweikomponentenfasern graden dadurch modifiziert werden, daß man ver-

bestehen aus zwei Schichten. Diese Schichten er- schiedene Spinnbedingungen oder verschiedene ther-

strecken sich parallel entlang der Faser. Die Schichten mische Zersetzungsbedingungen auf das gleiche PoIy-

können in bezug auf die Faserachse in einem Seite- 20 propylen während des Spinnens anwendet.

an-Seite-Verhältnis oder in einem asymmetrischen Das Polypropylen, das für eine Schicht der Faser

Hülle-und-Kern-Verhältnis vorliegen. verwendet wird, hat eine Viskositätszahl von 1,35

Eine Schicht besteht aus Polypropylen mit einem oder weniger. Die Viskositätszahl, die hier angegeben hohen Polymerisationsgrad und enthält Pigmente. ist, wird in Tetralin bei 135°C gemessen. Der Grund Die andere Schicht besteht aus Polypropylen mit 25 besteht darin, daß die prozentuale Wärmeschrumpfung einem niedrigen Polymerisationsgrad und ist im von Fasern aus Polypropylen mit einer Viskositätswesentlichen pigmentfrei. Mit dem Ausdruck »im zahl von 1,35 oder weniger, welches keine Pigmente wesentlichen pigmentfrei« ist nicht nur gemeint, enthält, kleiner ist. Dies wird in F i g. 4 der Zeichdaß das Polymere überhaupt kein Pigment enthält, nungen erläutert. In F i g. 4 ist der Zusammenhang sondern darunter soll auch ein Polymeres verstanden 30 zwischen der prozentualen Wärmeschrumpfung von werden, das eine kleine Menge Pigment (nicht mehr Polypropylenfasern und der Viskositätszahl von PoIyals 0,5 Gewichtsprozent) enthält. propylen aufgezeigt, wobei das Polypropylen einmal

Gegenstand der Erfindung sind daher kräusel- Pigment enthält und einmal kein Pigment enthält,

fähige, gefärbte Zweikomponentenfasern aus Poly- Das Polypropylen, das für die andere Schicht der

propylen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie 35 Faser verwendet wird, hat eine Viskositätszahl von

im Querschnitt zur Faserachse in asymmetrischer 1,49 oder mehr.

Anordnung aus (a) einer Polypropylenkomponente F i g. 1 zeigt den Zusammenhang zwischen der

mit einer Intrinsic-Viskosität von 1,49 oder mehr und prozentualen Dehnungsrückbildung und dem Streck-

einem Gehalt an einem Pigment und (b) aus einer verhältnis von Polypropylenfasern und den Zu-

Polypropylenkomponente mit einer Intrinsic-Visko- 40 sammenhang zwischen der prozentualen Wärme-

sität von 1,35 oder weniger, welche im wesentlichen schrumpfung und dem Streckverhältnis. Diese Ver-

pigmentfrei ist, bestehen. hältnisse wurden aus Streckversuchen an den PoIy-

Die erfindungsgemäßen Fasern, die eine latente propylenfasern erhalten. Die Versuche wurden bei Kräuselfähigkeit besitzen, können entweder in end- Raumtemperatur ausgeführt. Als Versuchsproben wurloser Form zu Garnen texturiert oder in Form von 45 den Fasern aus Polypropylen mit einem isotaktischen Stapelfasern zu Garnen versponnen werden. Diese Index von 99.5% und einer Viskositätszahl von 1,54 Fasern können auch mit anderen Faserarten gemein- sowie Fasern aus Polypropylen mit einer Viskositätssam versponnen werden. zahl von 1,20 verwendet. Die prozentuale Wärme-Wenn man die durch Spinnen auf diese Weise schrumpfung wurde durch Erhitzen der Fasern auf erhaltenen Garne der Einwirkung von heißem Dampf 50 100^cC während einer Stunde ermittelt. Wenn Zweiaussetzt, dann werden Garne erhalten, die eine hohe komponentenfasern, die aus Polypropylen mit einer Streckbarkeit, eine hohe Bauschigkeit und einen guten Viskositätszahl von 1,54 und aus Polypropylen mit Griff besitzen. Aus diesen Garnen können Florge- einer Viskositätszahl von 1,20 gestreckt wurden und webe, Teppiche, Pullover, Socken usw. mit besonders die angelegte Kraft wieder weggenommen wurde, guten Eigenschaften hergestellt werden. 55 dann entwickelten sich Kräuselungen auf Grund der

Die erfindungsgemäßen Fasern besitzen eine pro- verschiedenen Dehnungsrückbildungen der einzelnen

zentuale Schrumpfung von 20% oder mehr. Teile der Fasern. Da außerdem die prozentualen

Die prozentuale Schrumpfung wird in der folgen- Wärmeschrumpfungen der einzelnen Teile der Fasern

den Weise bestimmt. Die erfindungsgemäßen Fasern ebenfalls verschieden sind, können die Kräuselungen

werden gedehnt, auf eine Länge von 51 mm ge- 60 dichter gemacht werden, wenn man die gestreckten

schnitten und mit Hilfe einer Kardiermaschine in Fasern wärmebehandelt.

kardierte Faserbänder mit einer Dicke von ungefähr F i g. 2 zeigt den Zusammenhang zwischen der

4,3 g/m übergeführt. Nachdem die Faserbänder prozentualen Dehnungsrückbildung und der prozen-

24 Stunden ruhen gelassen worden sind, werden sie tualen Wärmeschrumpfung von Fasern, die aus PoIy-

1 Stunde lang auf 100⁰C erhitzt, und die Schrumpfung 65 propylen mit einem Gehalt von 2 Gewichtsprozent

der Faserbänder wird gemessen. Die Schrumpfung eines Farbstoffs der folgenden Reihe

NHCO OH

NHCO OH COOCH₁

-N=N

NHCO OH

N=N

hergestellt worden sind. Die Polypropylenfasern mit einer Viskositätszahl von 1,20 und ohne einen Gehalt an Pigment besitzen eine kleine konstante prozentuale Wärmeschrumpfung unabhängig vom Streckverhältnis. Dagegen besitzen Polypropylenfasern, die ein Pigment enthalten, eine prozentuale Wärmeschrumpfung, die sich stark mit einer Änderung des Streckverhältnisses verändert. Bei einem Pigmentgehalt ist der Unterschied in der prozentualen Wärmeschrumpfung zwischen den Fasern aus Polypropylen mit einer Viskositätszahl von 1,20 und den Fasern aus Polypropylen mit einer Viskositätszahl von 1.54 verhältnismäßig klein. Die Zweikomponentenfasern, die aus zwei verschiedenen Polypropylenen mit kleinen Unterschieden in der prozentualen Wärmeschrumpfung erhalten werden, ergeben keine gute Kräuselung, auch wenn sie wärinebehanuelt werden. Um stark gekräuselte, erfindungsgemäße Fasern zu erhalten, werden Zweikomponentenfasern aus einem Polypropylen mit einem niedrigen Polymerisations-

grad und ohne Pigmentgehalt (um die prozentuale Wärmeschrumpfung der Fasern stark zu beeinflussen) und aus einem Polypropylen mit einem hohen Polymerisationsgrad und einem ausreichenden Pigmentgehalt hergestellt.

F i g. 3 zeigt, daß die prozentuale Wärmeschrumpfung von Fasern aus Polypropylen, welches eine Pigmentkonzentration von 0,5 Gewichtsprozent oder weniger enthält, höchstens ungefähr 10% beträgt. Die Pigmentteilchen wirken als Keime, so daß sich viele kleine spärolitische Polypropylenkristalle bilden und die Dichte des Polypropylens steigt. Es wird angenommen, daß hierdurch die Wärmeschrumpfung der Polypropylenfasern beeinflußt wird.

F i g. 4 zeigt, daß die prozentuale Wärmeschrumpfung der Fasern aus Polypropylen, welches eine niedrige Viskositätszahl besitzt, durch das Pigment viel stärker beeinflußt wird, als es bei Fasern aus Polypropylen, das eine hohe Viskositätszahl besitzt, der Fall ist. Es wird angenommen, daß die prozentuale Wärmeschrumpfung der Fasern aus Polypropylen, welches eine niedrige Viskositätszahl besitzt, durch das Pigment stark beeinflußt wird, weil das Polypropylen mit einem niedrigen Polymerisationsgrad leichter kristallisiert als dasjenige mit einem hohen Polymerisationsgrad.

Titanoxyd, Eisenoxyd, Cadmiumverbindungen, Ruß, Ultramarin, Phthalocyaninpigmente, Chinacridon pigmente, Azopigmente usw. können gemäß der Erfindung verwendet werden. Organische Pigmente ergeben einen größeren Einfluß auf die prozentuale Wärmeschrumpfung der Polypropylenfasern als anorganische Pigmente; es können jedoch gekräuselte Fasern auch bei Verwendung von anorganischen Pigmenten hergestellt werden.

Fasern mit einem guten Glanz können dadurch erhalten werden, daß man durchsichtiges Polypropylen mit einem niedrigen Polymerisationsgrad als eine der Komponenten der Compositfasern verwendet. Wenn bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Compositfasern einige Prozente Pigment mehr als bei der Herstellung von gewöhnlichen gefärbten Fasern verwendet werden, dann können Zweikomponentenfasern erhalten werden, welche die gleiche Farbtontiefe wie die gewöhnlichen Fasern aufweisen, die aus dem das Pigment enthaltenden Rohmaterial hergestellt sind.

Beispiel 1

Es wurden Seite-an-Seite-Zweikomponentenfasern (Gewichtsverhältnis 1:1) gesponnen, bei denen eine Schicht (I) aus Polypropylen mit einer Viskositätszahl von 1,54 und die andere Schicht (II) aus Polypropylen mit einer Viskositätszahl von 1,20 bestand, wobei die Schichten die in Tabelle 1 gezeigten Mengen Phthalocyaninblau enthielten.

Die hergestellten Fasern wurden mit einer Streckgeschwindigkeit von 80 m/min und bei einer Temperatur von 25° C auf das 3,5fache gestreckt. Die gestreckten Faserbänder besaßen die in Tabelle 1 gezeigten prozentualen Schrumpfungen.

Die Fasern von Probe A besaßen einen Titer von 5,6den, eine Zwirnung von 16 Drehungen/25 mm, bezogen auf die scheinbare Länge der Fasern, eine Reißfestigkeit von 3,25 g/den und eine Reißdehnung von 88,2%.

Der Glanz der Fasern der Probe A war etwas matter als derjenige der Fasern der Proben B. Der Glanz dieser beiden Fasern näherte sich bei einer 10 Minuten dauernden Erhitzung auf 100⁰C ziemlich stark. Die verwendeten Polypropylene besaßen einen isotaktischen Index von 99,3%.

Tabelle 1

	Pigmentgehalt (%)	Schicht (11)	Prozentuale
Probe		0	Schrumpfung der
	Schicht (I)	1,25	Faserbänder (%)
A	2,5	2,5	36,7
B	1.25	0	-8,7
C	0	-2,7
D	0	34,7

Beispiel 2

Es wurden Seite-an-Seite-Zweikomponentenfasern (Gewichtsverhähnis 1:1) gesponnen, von denen eine Schicht (I) aus Polypropylen mit einer Viskositätszahl von 1,49 und die andere Schicht (II) aus Polypropylen mit einer Viskositätszahl von 1,15 bestand, wobei die Schichten einen roten Farbstoff der auf S. 4 angegebenen Art in den in Tabelle 2 angegebenen Mengen enthielten.

Die erhaltenen Fasern wurden mit einer Streckgesch'windigkeit von 100 m/min bei einer Temperatur von 40⁰C auf das 3,3fache gestreckt. Die gestreckten Faserbänder besaßen die in Tabelle 2 gezeigte prozentuale Schrumpfung.

Die Fasern der Proben E besaßen eine Reißfestigkeit von 3,11 g/den, eine Reißdehnung von 95,2% und einen Titer von 6,1 den. Der Glanz der Fasern der Probe E war nahezu genau so stark wie derjenige von Probe F.

	Probe	Pigment g Schicht (1)	Tabelle 2	Prozentuale Schrumpfung der Faserbänder)0/«)
40	E F G	2,0 1,0 0	ehalt (%) Schicht (II)	32,8 4,0 8,8
45		0 1,0 2,0

Ein 102 mm langes Faserband wurde aus einem Faserbündel von 70000den, welches aus Fasern der Probe E bestand, hergestellt. Durch Mischspinnen dieses Faserbündels mit Polypropylen fasern von 3d χ 89 mm im Gewichtsverhältnis von 1:1 wurden Garne mit Garnzahlen von 2/36 hergestellt. Die auf diese Weise hergestellten Garne wurden 10 Minuten im Dampf von 105⁰C erhitzt. Die erhaltenen Garne besaßen eine Schrumpfung von 25,3%, eine Reißdehnung von 28,3% und eine Elastizität von 79,3%. Die gebauschten Garne besaßen Garnzahlen von 2/27. Ein Pullover wurde unter Verwendung von drei solchen Garnen gestrickt. Der Pullover besaß eine vorzügliche Bauschigkeit, eine hohe Dehnfähigkeit und Dehnungsrückbildung sowie einen guten Griff.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Kräuselfähige, gefärbte Zweikomponentenfasern aus Polypropylen, dadurch gekennzeichnet, daß sie im Querschnitt zur Faser-

achse in asymmetrischer Anordnung aus (a) einer Polypropylenkomponente mit einer Intrinsic-Viskosität von 1,49 oder mehr und einem Gehalt an einem Pigment und (b) aus einer Polypropylenkomponente mit einer Intrinsic-Viskosität von 1.35 oder weniger, welche im wesentlichen pigmentfrei ist, bestehen.

2. Zweikomponentenfasern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in der PoIy-

NHCO

NHCO

propylenkomponente (a) als Pigment Titanoxid, Eisenoxid. Cadmiumverbindungen, Ultramarin, Ruß, ein Phthalocyaninpigment, ein Chinacridonpigment und/oder ein Azopigment enthalten.

3. Zweikomponentenfasern nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylenkomponente (a) als Pigment Phthalocyaninblau und/oder einen roten Farbstoff aus der Reihe

N=N

NHCO OH

N=N

N=N-

Cl

enthält und daß die Komponente (b) eine Intrinsic-Viskosität von 1,20 oder weniger aufweist, wobei die beiden Komponenten Seite an Seite angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 540/362