DE2458373A1 - Verfahren zur herstellung von polyesterfasern mit guter anfaerbbarkeit - Google Patents
Verfahren zur herstellung von polyesterfasern mit guter anfaerbbarkeitInfo
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Description
Köln, den 9.12.74
T ο y ο b ο Q o. . , , L t d., No. 8, Doujimahamadouri
2-chome, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka-fu (Japan).
. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit
guter Anfärbbarkeit ·
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit ausgezeichneter Färbbarkeit
mit basischen Farbstoffen und Dispersionsfarbstoffen, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern,
bei dem man Polyester, die überwiegend aus wiederkehrenden ithylenterephthalateinheiten bestehen
und eine von einer Dicarbonsäure oder einem Diol abgeleitete Estereinheit, die wenigstens eine
Metallsulfonatgruppe enthält, in einer Menge von
0,5 Mol-$ oder mehr enthalten, unter Bedingungen schmelzspinnt, unter denen eine starke Orientierung
stattfindet und Fäden mit einer Doppelbrechung (Δη) von 0,015 bis 0,100 gebildet werden, und die
erhaltenen Fäden bei einer bestimmten Temperatur mit einem bestimmten Streckverhältnis verstreckt.
Es ist bekannt, daß Polyesterfasern, die SuIfonatgruppen
enthalten, mit basischen Farbstoffen färbbar sind und durch Copolymerisation von Polyestern, die
überwiegend aus wiederkehrenden Äthylenterephthalateinheiten bestehen, mit einer Dicarbonsäure oder
509825/0949
einem Diol, die wenigstens eine Metalisulfonatgruppe
enthalten, hergestellt werden können ο Der Gehalt an
Sulfonatgruppen in den Polyesterfasern läßt sich jedoch kaum erhöhen, weil die Erhöhung des Gehalts an
Sulfonatgruppen zu Schwierigkeiten bei der Polymerisationsreaktion
und beim anschließenden Spinnen führt. Der Verbesserung der Anfärbbarkeit der Polyesterfasern
mit "basischen Farbstoffen durch Anlagerung einer.SuI-fonatgruppe
ist somit eine Grenze gesetzt, und die Farbstoffaufnahme läßt sich nicht, zufriedenstellend
verbessern, wenn die Sulfonatgruppen enthaltenden Polyesterfasern nicht liei hoher Temperatur von etwa
120°C und unter hohem. Druck gefärbt, werden. Wenn die
Pasern durch Kochen gefärbt werden,, beträgt die Färbst
off auf nähme- nur etwa. -30$,· und ;zur Steigerung der
Farbstoff aufnahme auf -100$ muß bei hoher Temperatur· ■..
von etw.a. 120 G und unter hohem Druck gefärbt werd.en.
Außerdem werden die Polyesterfasern, die Sulfonatgruppen enthalten, im allgemeinen leicht hydrolysiert,
so daß die Fäden sich nachteilig verändern, wenn, sie
im nassen Zustand auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Zwar hängt die Hydrolyse vom pH-Wert der Behandlungslösung
ab, jedoch werden die Fäden stark geschädigt, wenn die Temperatur über 100:°G liegt. Beispielsweise
haben Polyesterfasern, die eine Grenzviskosität (.JVV)
von 0,37 (bei 3O0G in einem Lösungsmittelgemisch- aus :
Phenol und Tetrachloräthan.im Verhältnis von 3i2) .;:-
haben und überwiegend aus wiederkehrenden Äthylen- ..
terephthalateinheiten bestehen und, bezogen auf Dimethylterephthalat, 2 Mol-fo. Natrium-3,5-di(carbomethoxy)-benzolsulfonat
enthalten, nach der Behandlung in siedendem Wasser von 100 C oder in Wasser bei 120 G unter
Druck für 30 Minuten die nachstehend in Tabelle 1 genannten Grenzviskositäten. ;
509825/0949
Tabelle | 4, | 1 | - Wert | VJl | 8, | 5 | |
Temperatur 0G |
3,0 | 0, 0, |
pH 0 |
. o,
o, |
36 30 |
0, 0, |
35 26 |
100 120 |
0,30 0,13 |
35 19 |
|||||
Wenn somit die Sulfonatgruppen enthaltenden Polyesterfasern
bei hoher Temperatur und unter hohem Druck gefärbt werden, um ihnen tiefe Farbtöne zu verleihen,
werden die Fäden natürlicherweise durch die Hydrolyse geschädigt. ;
Da ferner die Polyesterfasern nicht bei Temperaturen
unterhalb von 1000C und bei Normaldruck gefärbt werden
können, sondern bei hoher Temperatur und unter hohem Druck gefärbt werden müssen, ist man hinsichtlich der
Farbstoffe auf solche mit hoher Wärmebeständigkeit beschränkt. Ferner sind teure Hochdruck-Färbeapparate
erforderlich., Wenn außerdem die Polyesterfasern gemeinsam
mit anderen Fasern wie Baumwolle und Wolle verwendet werden, die sich nicht zum Hochdruckfärben eignen,
ist die gewünschte Färbung in tiefen Farbtönen nicht
■ i
erreichbar. ■ j
■ · ι
Es wurde- nun gefunden, daß Polyesterfasern mit verbesserter
Färbbarkeit hergestellt werden können, wenn ' ·
Polyester, die Sulfonatgruppen enthalten, durch ; Schmelzspinnen unter Bedingungen, unter denen eine
starke Orientierung eintritt und'Fäden mit einer·' ·
Doppelbrechung (Δη) von 0,015 bis 0,100 gebildet werden, verarbeitet und die erhaltenen Fäden bei einer
bestimmten Temperatur mit einem bestimmten Streckverhältnis verstreckt werden. I
Gegenstand der Erfindung sind demgemäß ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit ausgezeichneter
Färbbarkeit mit basischen Farbstoffen und 5 0.9.8.2 5/09AS.
Dispersionsfarbstoffen sowie Polyesterfasern, die mit hoher Farbstoffaufnahme bei einer Temperatur von
weniger als 1000C, bei der keine Schädigung der Fäden stattfindet, gefärbt werden können.
Gemäß der Erfindung werden Polyesterfasern mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt, indem man Polyester,
die überwiegend aus wiederkehrenden Äthylenterephthalateinheiten bestehen und eine von einer
Dicarbonsäure oder einem Diol abgeleitete Estereinheit, die wenigstens eine Metallsulfonatgruppe enthält, in
einer Menge von 0,5 MoI0-^ oder mehr enthalten, unter
Bedingungen schmelzspinnt, unter denen eine starke Orientierung eintritt und Fäden mit einer Doppelbrechung
(Δη) von 0,015 bis 0,100 gebildet werden, und die erhaltenen Fäden bei einer Temperatur, die unter
dem Schmelzpunkt des Polymeren liegt und der folgenden Gleichung (1) genügt, und bei einem Streckverhältnis
vom 1,05-fachen bis zum maximalen Verhältnis gemäß den folgenden Gleichungen (2) und (3) verstreckt:
(1) 100^ T <
4 χ (Δη X 105) + 70
■ (2) DR = ^- +
max-L , le61 + i.oi(lVf) - 0.0518(Δη Χ ICK)
30
max2 Δη xio5 + 5
worin T die Strecktemperatur in 0C5An die Doppelbrechung
der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, DR und DR jeweils ein maximales Streck-
verhältnis (n-faches) sind und IV~ die .Grenzviskosität
der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, gemessen bei 3O0C in einem Lösungsmittelgemisch von
Phenol und Tetrachloräthan im Verhältnis von 3:2.
5üW257CT9i9 V "
Die für die Zwecke der Erfindung als Ausgangsmaterial,
verwendeten, SuIfonatgruppen enthaltenden Polyester enthalten wenigstens 80 Mol.-$ wiederkehrende Ä'thylenterephthalateinheiten
und werden durch Copolymerisation von Äthylenglykol oder Äthylenoxyd und Terephthalsäure
oder ihren funktionellen Derivaten zusammen mit einer Diearbonsäure oder einem Diol, die eine Metallsulfonatgruppe
der Formel
R-Z-R
SO3M
enthalten, worin Z ein dreiwertiger aromatischer oder aliphatischer Kohlenwasserstoffrest (z.B.
Niederalkyl-C-CHgO(CHg)5-, ^
oder
-0
R eine Gruppe der Formel -0-C-Alkyl, -C-OH, -C-O-Alkyl,
I! It Il
0 0 0
-(CH2)nOH,
-0-(CH2)n-/0(CH2)n_7m-0H oder -C-/O(OH2)n-7m-OH ist, ;
.8 ' ■ I
wobei der Alkylrest jeweils ein niederer Alkylrest ist, η und m jeweils eine ganze Zahl von 1 oder mehr, vorzugsweise
von 1 bis 4 sind, M ein Metall (z.B. Natrium, Kalium oder Lithium) ist und der niedere Alkylrest 1
bis 4 C-Atome enthält, in Gegenwart oder Abwesenheit "
eines oder mehrerer anderer copolymerisierbarer Monomerer, z.B. einer bifunktionellen Säure (z.B. Isophthalsäure,
Adipinsäure oder p-Hydroxybenzoesäure) oder ihrer Derivate und/oder eines zweiwertigen Alkohols
(z.B. Diätbylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol
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oder 1,A-Hydroxymethylcyclohexan) hergestellt. Gemische
von Sulfonatgruppen enthaltenden Polyestern, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden sind,
mit einem Polyester, der wenigstens 80 Mol,-$ wiederkehrende
Äthylenterephthalateinheiten enthält, können ebenfalls als Ausgangsmaterialien verwendet werden.
Der eingesetzte Sulfonatgruppen enthaltende Polyester sollte 0,5 Mol.-$ oder mehr, vorzugsweise 1,5 bis ;
5 Mol.-$ Sulfonatgruppen enthaltende Estereinheiten enthalten. Die eingesetzten Polyester haben vorzugsweise
eine Grenzviskosität (IV ) von 0,35 bis 0,55,
insbesondere von 0,37 bis 0,45. !
Als Beispiele geeigneter Dicarbonsäuren und Diole, die
eine Metallsulfonatgruppe enthalten, sind Natrium-3,5-di(carbomethoxy)benzolsulfonat,
Kalium-3,5-di(carbomethoxy)benzolsulfonat,
Natrium-1,8-di(carbomethoxy)-naphthalin-3-sulfonat,
Kalium-2,5-di(carboraethoxy)-benzolsulfonat
und Kalium-2,5-di(hydroxyäthoxy)benzolsulfonat zu nennen.
Gemäß der Erfindung werden die Sulfonatgruppen enthaltenden Polyester geschmolzen und unter Bedingungen gesponnen,
unter denen sie so stark orientiert werden, daß die Doppelbrechung (Δη) der gebildeten Fäden im
Bereich von 0,015 bis 0,100, vorzugsweise von 0,020 bis 0,050 liegt. Das Schmelzspinnen mit starker Orientierung
kann beispielsweise durchgeführt werden, indem die Aufspulgeschwindigkeit der gesponnenen Fäden auf
mehr als 2000 m/Min, erhöht, der Spinnzug (spinning draft) durch Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers der
Spinndüse verstärkt, die Spinntemperatur soweit wie möglich gesenkt wird, die gesponnenen Fäden stärker
gekühlt werden oder eine beliebige Kombination dieser Maßnahmen angewandt wird (siehe Dr.Hermann Ludewig
"Polyesterfasern", Seite 159-163, Akademie-Verlag, Berlin 1965).
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Die in dieser Weise hergestellten Fäden haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,015 oder mehr, und mit Fäden
mit höherer Doppelbrechung kann das'gewünschte Produkt
mit besserer Anfärbbarkeit erhalten werden. Es ist zwar noch nicht geklärt, warum die Anfärbbarkeit durch
Schmelzspinnen mit starker Orientierung verbessert wird, jedoch wird -angenommen, daß im Zustand hoher
Orientierung der nicht-kristalline Bereich der Fäden fast nicht orientiert ist und ferner die Sulfonatgruppen
enthaltenden Segmente sich im nicht-kristallinen Bereich zu konzentrieren pflegen. Als Folge hiervon
haben die Fäden eine feine Struktur, die die Farbstoffe im Gegensatz zu den üblichen Fäden selbst nach dem
Verstrecken leicht adsorbieren bzw„ aufnehmen ο Vorzugsweise
sollten somit die Fäden nach dem Spinnen eine möglichst hohe Doppelbrechung (Δη) haben, jedoch ist
es vom Standpunkt der schlechten Spinnbarkeit und der hohen Apparatekosten nachteilig, die Spinnbedingungen
so einzustellen, daß die Doppelbrechung über 0,100 liegt.
Die in dieser Weise erhaltenen gesponnenen Fäden werden dann unmittelbar oder nach dem Aufwickeln auf Spulen
oder nach der Aufnahme in einem Behälter verstreckt.
Wenn sie nicht verstreckt werden, haben sie eine zu ! hohe Bruchdehnung, so daß sie praktisch unbrauchbar
sind.
Beim Verstrecken pflegt die gute Anfärbbarkeit der Fäden schlechter zu werden. Es wurde nun gefunden, daß
dieser Nachteil vermieden werden kann, wenn das Verstrecken bei einer Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt
des Polymerisats liegt und der vorstehenden Gleichung (1) genügt, und bei einem Streckverhältnis
vom 1.,05-fachen bis zum maximalen Verstreckungsverhältnis gemäß den vorstehenden Gleichungen (2) und (3)
durchgeführt wird, wobei die gewünschten, für die
509825/0949 Γ
Praxis brauchbaren Polyesterfasern erhalten werden, die auch nach dem Verstrecken eine außerordentlich
gute Anfärbbarkeit mit basischen Farbstoffen oder Dispersionsfarbstoffen aufweisen.
Um die Zerstörung der für diese gute Anfärbbarkeit verantwortlichen
Struktur zu verhindern, sollte die Strecktemperatur wenigstens 100 C-, vorzugsweise 120 C
oder mehr betragen, aber unter dem Schmelzpunkt des Polymerisats liegen und ferner nicht höher sein als
4 χ (Δη χ 10 ) + 700C, vorzugsweise nicht höher als
4 x (Δη*10 ) + 6O0C. Wenn die üblichen Polyesterfasern
bei 1000C oder darüber verstreckt werden, tritt eine
Überstreckung (super draw) ein, wobei die gewünschte Orientierung nicht erreicht werden kann. Im Gegensatz
hierzu werden die gesponnenen Fäden mit hoher Doppelbrechung, wie sie gemäß der Erfindung erhalten werden,
vorteilhafter bei hohen Temperaturen von 100 C oder darüber verstreckt, während bei Verstreckung dieser
Fäden bei niedriger Temperatur unterhalb von 1000C
schlechte Anfärbbarkeit die Folge ist. Außerdem führt
eine Verstreckungstemperatur außerhalb des vorstehend
genannten Bereichs zu zahlreichen Verschmelzungen der Fäden und Fadenbrüchen. Vorzugsweise wird die Verstreckung
unter Verwendung von Wasserdampf einer Temperatur von 100
durchgeführt.
durchgeführt.
ratur von 1000C oder mehr oder mit einer Heizplatte
Das maximale Verstreckungsverhältnis wird insbesondere durch die vorstehende Gleichung (2) bestimmt. Wenn das
Verhältnis oberhalb dieses Bereichs liegt, wird die Anfärbbarkeit der Polyesterfasern verschlechtert. Wenn
die Grenzviskosität (IV^) der Fäden nach dem Schmelzspinnen
kleiner und die Doppelbrechung (Δη) nach dem Schmelzspinnen größer ist, kann das maximale Streckverhältnis
erhöht werden. Vom Standpunkt der Anfärbbarkeit
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ist somit bei höherer Doppelbrechung (^ n) ein höheres
maximales Streckverhältnis anwendbar, jedoch ist andererseits das maximale Streckverhältnis auch vom Standpunkt
der Dehnungseigenschaften und der Verarbeitbarkeit begrenzt. Das maximale Streckverhältnis ist durch die
vorstehende Gleichung (3) bestimmt. Wenn die Fäden über das maximale Streckverhältnis gemäß Gleichung (3) hinaus
verstreckt werden, verschlechtern sich die Dehnungseigenschaften der verstreckten Fäden erheblich. Ferner
treten sehr häufige Fadenbrüche auf, so daß Fortsetzung des Betriebs praktisch unmöglich ist. Demzufolge ist das
maximale Streckverhältnis durch beide Gleichungen (2) und (3) bestimmt. Im Falle von Fäden mit einer Grenzviskosität
(rvf) von 0,42 und 0,50 kann der Bereich des Streckverhältnisses
durch Fig. 1 dargestellt werden, in der der schraffierte Bereich der gewünschte Bereich des
Streckverhältnisses ist.
Die in dieser Weise hergestellten verstreckten Fasern ■
ο '
können bei einer Temperatur unter 100 C mit genügend
hoher Farbstoffaufnähme gefärbt werden. Gesponnene Garne
werden nach dem Verstrecken zu Stapelfasern geschnitten und dann in Form von Kabeln, Stapelfasern, Filamenten, ;
Gewirken oder Geweben bei einer Temperatur von weniger j als 1OO°C während jeder Stufe einwandfrei gefärbt. Ein
Carrier ist zum Färben nicht erforderlich. Als Farbstoffe eignen sich basische Farbstoffe sowie andere Dispersionsfarbstoffe,
j
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung
von Polyesterfasern mit sehr guter Anfärbbarkeit mit basischen Farbstoffen oder Dispersionsfarbstoffen
ohne jede Verschlechterung der Eigenschaften der Fäden durch Hydrolyse. Es ist nicht erforderlich, die Polyesterfasern
gemäß der Erfindung bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck zu färben, so daß verschiedene Arten
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von Farbstoffen sowie ferner verschiedene Arten anderer Pasern gemeinsam verwendet werden können. Ferner sind
für die Polyesterfasern gemäß der Erfindung keine speziellen Hochdruck-Färbeapparate erforderlich. Sie
können außerdem kontinuierlich an der Atmosphäre gefärbt werden, so daß die Erfindung Vorteile hinsichtlich der
Apparatekosten aufweist.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele vielter erläutert. Die in den Beispielen genannten Grenzviskositäten
der Polymerisate und Fäden wurden bei j50°C in einem aus Phenol und Tetrachloräthan im Verhältnis von
3:2 bestehenden Lösungsmittelgemisch gemessen. Die Farbstoff
ausnutzung (d.h. die Farbstoffaufnähme) wird berechnet
durch Messen des Farbunterschiedes zwischen der ursprünglichen Färbeflotte vor dem Färben und der verbleibenden
Flotte nach dem Färben mit dem Kolorimeter, wobei die ursprüngliche Färbeflotte so angesetzt wird, daß der
Farbstoffgehalt 5 Gew.-%, bezogen auf die zu färbenden
Fasern, beträgt. Wenn die verbleibende Flotte vollständig farblos geworden, ist, befragt die Farbstoffausnutzung
100$. Hat die verbleibende Flotte die halbe Farbkonzentration der ursprünglichen Färbeflotte, beträgt die
Farbstoffausnutzung 50^, und wenn die verbleibende
Flotte die gleiche Farbkonzentration hat wie die ursprüngliche Färbeflotte, beträgt die Färbstoffausnutzung 0%.
Die Doppelbrechung (Δη) wird nach der üblichen Methode gemessen (siehe J.F. Rund & R.B. Andrews, Journal of
Applied Physics, Bd. 27 (1956) 996). j
Ein Gemisch von Dimethylterephthalat und Äthylenglykol
wird der Polykondensation durch eine Esteraustauschreaktion in Gegenwart von Natrium-3,5-Di(carbomethoxy)-benzolsulfonat
(2 Mol-$, bezogen auf Dimethylterephthalat)
5 0 9 8 2
unterworfen, wobei ein Polyester mit einer Grenzviskosität
(lVr) von 0,38 und einem Schmelzpunkt von 2580C
erhalten wird.
Der in dieser Weise hergestellte Polyester wird geschmolzen und durch eine Spinndüse mit ^00 Bohrungen von 0,2 mm
Durchmesser bei einer Spinntemperatur von 27O C versponnen.
Die austretenden Fäden werden schnell gekühlt, indem
gekühlte Luft mit einer Geschwindigkeit von 0,9 m/Sek. unmittelbar unter der Spinndüse aufgeblasen wird, und
dann mit einer Geschwindigkeit von 25OO m/Minute aufgespult.
Die gesponnenen Fäden haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,021 und eine Grenzviskosität (TVf) von 0,37·
Die gesponnenen Fäden werden zu Kabeln vereinigt und bei IAO C 1,4iach verstreckt, wobei verstreckte Kabel aus
Fäden, die einen Titer von 2,57 den, eine Zugfestigkeit von 2,56 g/den und eine Dehnung von 16,1$ haben, erhalten
werden. Die in dieser Weise behandelten Kabel werden durch Kochen mit dem basischen Farbstoff CI. Basic
Orange 22 bei .1000C für 9o Minuten gefärbt, wobei die
Fäden tief orangefarben eingefärbt werden. Die Farbstoffausnutzung beträgt
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Versuch die Kabel bei 80°C anstatt bei l40°C verstreckt werden, haben die
verstreckten Kabel die folgenden Eigenschaften: ; Zugfestigkeit 2,07 g/den, Dehnung 12,5$, stark verringerte
Farbtiefe nach dem Kochfärben (Farbstoffausnutzung 62$).
Wenn die Kabel bei I60 C verstreckt werden, brechen die Fäden sehr häufig durch Verschmelzen, so daß kein
Verstrecken möglich ist.
Wenn die Kabel bei 14O°C und l,9fach anstatt l,4fach verstreckt
werden, lassen sich die verstreckten Kabel nicht in tiefen Farben durch Kochfärben einfärben (Farbstoffausnutzung
h2fo).
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Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Versuch das Verstrecken der Kabel weggelassen wird, werden die Fasern
durch Kochfärben mit einem basischen Farbstoff ziemlich gut gefärbt (Farbstoffausnutzung 12%), aber die Eigenschaften
der Fäden werden so verschlechtert, daß sie unbrauchbar sind (Zugfestigkeit 1,15 g/den, Dehnung 182$)·
Wenn der gleiche Polyester, der bei dem vorstehend beschriebenen Versuch verwendet wurde, durch Schmelzspinnen
nach einem üblichen Verfahren verarbeitet wird und die erhaltenen Fäden mit einer Geschwindigkeit von
I300 m/Minute aufgespult werden, haben sie eine Doppelbrechung
(An) von 0,009 und eine Grenzviskosität (IV^.) von 0,37. Wenn die Fäden bei 8o°C 3,Ofach verstreckt
und dann in der vorstehend beschriebenen Weise durch Kochfärben gefärbt werden, werden nur schwach orangefarbene
Fäden erhalten. Die Farbstoffausnutzung beträgt 21$.
Der gleiche Polyester wie in Beispiel 1, jedoch mit einer
Grenzviskosität (IV ) von 0,50 und einem Schmelzpunkt von 257°C wird verwendet. Der Polyester wird durch die gleiche
Spinndüse wie in Beispiel 1 bei einer Spinntemperatur von 290°C versponnen. Die austretenden Fäden werden durch
Aufblasen von gekühlter Luft mit einer Geschwindigkeit von 0,4 m/Sek. unmittelbar unter der Spinndüse schnell
gekühlt und mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/Minute aufgespult. Die gesponnenen Fäden haben eine Doppelbrechung
(Δη) von 0,021 und eine Grenzviskosität (IV^) von 0,49.
Die gesponnenen Fäden werden zu Kabeln vereinigt und l,4fach bei 140°C verstreckt. Die Fäden in den verstreckten
Kabeln haben einen Titer von 2,41 den, eine Zugfestigkeit von 2,93 g/den und eine Dehnung von 20,1^. Die so
erhaltenen verstreckten Kabel werden durch Kochen mit einem basischen Farbstoff CI. Basischblau 21 bei 1000C
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90 Minuten gefärbt, wobei Fäden mit einem tiefblauen
Farbton erhalten werden (Farbstoffausnutzung 85$).
Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Versuch die Kabel ljöfach anstatt l,4fach verstreckt werden, ist der blaue
Farbton der Fäden nach dem Färben durch Kochen etwas : schwächer, und die Farbstoffausnutzung geht auf 6h% ;
zurück. j
Der in Beispiel 2 beschriebene Versuch wird wiederholt mit dem Unterschied, daß mit einer Spinngeschwindigkeit
von 32OO m/Miriute gearbeitet wird. Die erhaltenen Fäden
haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,032 und eine Grenzviskosität (lVf) von 0,49. Die gesponnenen Fäden
werden zu Kabeln vereinigt, die l,4fach bei 14O°C verstreckt
werden. Die verstreckten Kabel werden auf die in Beispiel 2 beschriebene Welse durch Kochen gefärbt.
Die Fäden zeigen eine tiefblaue Färbung. Die Farbstoffausnutzung beträgt 99$.
Wenn die gesponnenen Fäden 2,Ifach bei 14O°C verstreckt
und die verstreckten Fäden bei 1000C durch Kochen gefärbt
werden, ist die Farbstoffausnutzung ziemlich gut
jedoch tritt beim Verstrecken erhebliches Aufrauhen auf,
so daß aas Produkt unbrauchbar ist.
Der gleiche Polyester wie in Beispiel 1 wird auf die in
Beispiel 1 beschriebene Weise unter verschiedenen Bedingungen, die nachstehend in Tabelle 2 genannt sind, verarbeitet.
Die Eigenschaften der hierbei erhaltenen Fäden sind ebenfalls in Tabelle 2 genannt.
Die Ergebnisse zeigen, daß Anfärbbarkeit und-Spinnbarkeit
der Fasern schlecht sind, wenn das Schmelzspinnen und das Verstrecken nicht unter den Bedingungen gemäß der
Erfindung durchgeführt werden.
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I | CJI | Grenzviskosität des Polyesters (lVp) |
T < | Gemäß der Erfindung |
0.37 | B | a b e 1 | Ie 2 | Vergleichsversuche . | C | D | E | Γ | G | 140 | 2.12 | 0.013 | 45 | Die ge sponnenen Fäden sind nicht auf- spulbar, weil sie erschnit- ten sind. |
H |
i | 0 9 8 2 5/0 | Spinntemperatur, UC": | A | 0.021 | σ. 38 | 0.38 | I 0.38 |
0.38 | 0.38 | 0.32 | i * ■ 1.4 j 1.8 |
3.01 | 105 | gut | -0.60* | |||||
ι | CO j | 0.38 | 150 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 270 | 2.58 | 270 | |||||||||
j ι |
co | 270 | 1.5 | 3200 | 2500 | 2500 | 2500 | 1600 ! 2500 | 2.58 | 2500 | ||||||||||
Aufspulgeschwiridi'gk., m/Min.2500 | 2.31 | 0.37 | 0.37 | 0.37 ! 0.37 I 0.37 i f |
16.3 | - | ||||||||||||||
! | Grenzviskosität der Faser (IVf) |
E12.821 | 0.027 | 0.021 | 0.021 j 0.021 | 92 . | 2.1 j - | - | ||||||||||||
Doppelbrechung [A1 n) | 12.8 | 150 | 80 | 180 | 2.45 | - | ||||||||||||||
Strecktemperatur, C. | 81 | 1.3 | 1.4 | 2.69 | - | |||||||||||||||
Streckverhältnis (x-fach) | gut | 2.71. | 2.58 | 8.2 I 18.1 | Die Visko sität ist zu hoch; nicht spinnbar. |
|||||||||||||||
Titer der Fäden, den | 2.53 | 2.51 | 52 | |||||||||||||||||
Zugfestigkeit 'trocken, g/de | 15.2 | 14.1 • |
Fäden sind verschmol- gu^ zen u.zer schnitten |
|||||||||||||||||
Dehnung trocken, % | 95 | 51 | ||||||||||||||||||
Farbstoffausnutzung, % | gut | gut | ||||||||||||||||||
Spinnbarkeit |
*) Nicht unter den Bedingungen gemäß der Erfindung,
Claims (6)
- Patentansprüche
- Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit sehr guter Anfärbbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyester, die überwiegend wiederkehrende äthylenterephthalateinheiten und o,5 Mol-% oder mehr einer von einer Dicarbonsäure oder einem Diol abgeleitete Estereinheit, die wenigstens eine Metallsulfonatgruppe enthält, enthalten, unter Bedingungen schmelzspinnt, unter denen eine starke- Orientierung eintritt und Fäden mit einer Doppelbrechung (Δη) von o,o15 bis o,1oo gebildet werden, und die erhaltenen Fäden bei einer Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Polymeren liegt und der Gleichung (1) genügt: -
- 100 <: T^
- 4 X (Δη χ 105) + 70 (1)in der T die Strecktemperatur in 0C und An die Doppelbrechung der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, und bei einem Streckverhältnis vom l,05fachen bis zum maximalen Streckverhältnis gemäß den folgenden Gleichungen · ' ·DR = + 0#5 (2)maxl 1.61 + 1.0l(IVf) - 0.0518(Δη χ ΙΟ3)DR = 5 +1.05Jnax2 Δη χ ICp + 5verstreckt, in denen Λ η die vorstehend genannte Bedeutung hat, DR und DR jeweils ein maximales Streck-Verhältnis sind und IV^, die Grenzviskosität der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, gemessen bei ;K)OC in einem aus Phenol und Tetrachloräthan im Verhältnis von 3:2 bestehenden Lösungsmittelgemisch.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsester wenigstens 8o Mol-% wieder-· kehrende Äthylenterephthalateinheiten enthält und hergestellt worden ist durch Copoly-509825/0949 .merisation von Äthylenglykol oder Äthylenoxyd und Terephthalsäure oder ihrem funktioneilen Derivat zusammen mit einer Dicarbonsäure oder einem Diol, die eine Metallsulfonatgruppe der FormelR-Z-R SO3Menthalten, worin Z ein dreiwertiger aromatischer oder aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, R eine Gruppe der Formel .-0-C-Alkyl, -C-O-Alkyl, -(CH2)n0H,-0-(CH2)n-[0(CH2)n]m-0H oder _C-[0(CH2)n]m-0Hist, wobei der Alkylrest jeweils ein niederer Alkylrest ist, η und m jeweils eine ganze Zahl von 1 oder mehr sind und M ein Metall ist, in Gegenwart oder Abwesenheit eines oder mehrerer copolyrnerisierbarer Monomerer.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, 'dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Gemische eines gemäß Anspruch 2 hergestellten, Sulfonatgruppen enthaltenden Polyesters mit einem Polyester, der wenigstens 80 Mol-$ wiederkehrende Äthylenterephthalateihheiten enthält, verwendet werden.4. Verfahren nach Anspruch 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Polyester verwendet werden, die als Metallsulfonatgruppen enthaltende Dicarbonsäuren oder Diole Natrium1-^,5-3L (carbomethoxy)benzolsulfonat, Kalium-3,5-di(carbomethoxy)benzolsulfonat, Natrium-1,8-di-(carbomethoxy)naphthalin-3-sulfonat, Kalium-2,5-di-(carbomethoxy)benzolsulfonat und/oder Kalium-2,5-di-(hydroxyäthoxy)benzolsulfonat enthalten.509825/0949:5· Verfahren nach Anspruch 1 bis K, dadurch gekennzeichnet:, daß man als Ausgangsmaterial Polyester verwendet, die 1,5 bis 5 Mol-# der Sulfonatgru.ppen enthaltenden Estereinheit enthalten und eine Grenzviskosität [?/J von 0,35 bi£3 Oj55 haben.
- 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, 'dadurch gekennzeichnet, daß man das Schmelzspinnen unter solchen Bedingungen durchführt, daß Faden mit einer D'oppelbrechung (Δη) von 0,020 bis 0,050 erhalten werden.'(. Verfahren nach Anspruch 1 bis .6, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesponnenen Fäden bei einer Temperatur von 1200C oder höher und unter dem Schmelzpunkt des Polymeren und ferner nicht über . 4 x. (An χ ΙΟ·5) -ι- GO°C verstreckt.509825/ 0 9A9BAD ORlQiNALL e e r s e i t e
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