DE2638237A1

DE2638237A1 - Verfahren zur herstellung gefaerbter autosicherheitsgurte und technischer baender aus polyesterfasern

Info

Publication number: DE2638237A1
Application number: DE19762638237
Authority: DE
Inventors: Helmut Roehser
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-08-25
Filing date: 1976-08-25
Publication date: 1978-03-02
Also published as: DE2638237C3; SE7709529L; DE2638237B2; GB1556917A; FR2362961A1; FR2362961B1; JPS5328784A

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT

Aktenzeichen: HOE 76/F 2o2

Datum: Zh. August 1976 Dr.CZ/Me

Verfahren zur Herstellung gefärbter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder aus Polyesterfasern

Die Herstellung gefärbter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder wirft vielerlei Probleme auf, die meist in der Unvereinbarkeit der geforderten, oft durch Gesetz festgelegten technologischen Eigenschaften mit aus dem Färbevorgang her-.rührenden Veränderungen und den Vorbeanspruchungen der Fäden oder Garne bei der Herstellung der Gurte beruhen.

Das kontinuierliche Färben fertig gewebter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder aus Polyesterfäden ist für diesen Zweck zwar das wirtschaftlichste und rationellste Verfahren, stellt aber wegen des bei der Fixierung der Fasern auftretenden Schrumpfes maschinelltechnisch so schwierige Aufgaben, daß es nicht an Versuchen gefehlt hat, das Problem dadurch zu lösen, daß man nicht den fertigeiGurt, sondern die für ihre Herstellung verwendeten endlos-Fäden oder Fasergarne färbt.

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Dafür bietet sich an erster Stelle das Färben auf Spulen nach dem HT-Ausziehfärbeverfahren mit Dispersionsfarbstoffen an. Beim Färben in wäßriger Flotte bei Temperaturen um 120⁰C schrumpfen jedoch die Polyesterfasern unkontrolliert. Außerdem wird die auf den Fasern befindliche antistatische Präparation durch den Färbeprozeß entfernt. Vielfach muß sie sogar vor dem Färben beseitigt werden, um den Färbeprozeß selbst nicht zu stören. Auf jeden Fall aber müssen so gefärbte Garne vor dem Verweben wieder mit einer solchen Präparation versehen werden. Durch den bei der Auszieh-Färbung ausgelösten,unkontrollierten Schrumpf ergeben so gefärbte Fäden nach dem Verweben Gurtbänder, die im Verlauf der notwendigen Thermofixierung unregelmäßig schrumpfen und den Gurt wellig sowie blasig verziehen. Solche Gurte entsprechen dann nicht mehr den technischen Erfordernissen.

Auch das Färben aus Lösemitteln ist für solche Artikel schon in Betracht gezogen worden. Man erhält jedoch auch hier ähnliche Ergebnisse, wie beim eben geschilderten Auszieh-Verfahren aus wäßriger Phase.

Als kontinuierliche Garnfärbeverfahren sind Kettschlicht-Färbemethoden bekannt. Dabei werden die Fäden von Materialträgern, wie Kreuzspulhülsen oder Kettbäumen, auf andere Materialträger umgewickelt und die Fäden dabei durch Farbstofflösungen geführt und die aufgebrachten Substanzen getrocknet. Die eigentliche Fixierung der Farbstoffe in die Faser erfolgt dann nach dem Weben durch spezielle Methoden.

Entsprechend dieser bekannten Methode müssen für Polyesterfäden beim Umwickeln Dispersionsfarbstoffe aufgetragen und nach dem Weben thermosoliert werden. Dafür sind Temperaturen oberhalb von 180⁰C erforderlich. Die nach dem Farbstoffauftrag folgende Trocknung kann bei Polyestergarnen jedoch nur bei Temperaturen bis maximal 16 0⁰C erfolgen, ohne die Fäden nachhaltig in ihren technologischen Eigenschaften zu verändern. Ein Thermolosieren der aufgetragenen Farbstoffe verlangt aber wesentlich höhere Temperaturen. Dies hat zur Folge, daß das mit Farbauftrag ver-

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versehene Polyestermaterial über das Weben hinaus bis zum Thermosolprozeß in der Ausrüstung immer empfindlich gegenüber Wassertropfen oder mechanischen Kontakt bleibt und dadurch farbfleckige Ware entstehen kann.

Solche Färbungen von Polyestermaterialien mit Dispersionsfarbstoffen müssen ferner nach dem Thermosolprozeß zur Entfernung des überschüssigen Farbstoffes, des Verdickungsmittels und der Schlichtemittel reduktiv behandelt und nachgewaschen werden, um brauchbare Echtheitseigenschaften zu erhalten.

In der GB-PS 613 875 wird ein spezielles Garnfärbeverfahren unter Verwendung von wasserunlöslichen Pigment-Farbstoffen, Lösemitteln und Kunstharzen nach einem Umspulprozeß beschrieben. Es ist in erster Linie für das Färben von Acetat- und Polyamidfäden vorgesehen. Als Vorteil dieser Färbetechnik wir-herausgestellt, daß entsprechend der bekannten Arbeitsweise ein spezielles Trocknen der aufgetragenen Farbstofflösung nicht erforderlich ist.

Die so hergestellten Färbungen haben indessen den Nachteil, daß in diesem Fall letztlich) eine reine Binder-Färbung vorliegt, d.h. beim Abscheuern der angefärbten Binderschicht durch mechanische Einwirkung kommt darunter die ungefärbte Faser zum Vorschein, da der Farbstoff sich nur in der Binderschicht befindet, aber nicht in die Faser eingedrungen ist. Solche Färbungen sind für Autosicherheitsgurte oder für· die Kennzeichnung von Lasthebegurten ungeeignet.

Die Verwendung von organischen Lösemitteln im Färbebad wirkt sich außerdem auf die Polyesterfaser sehr nachteilig aus. Festigkeitseinbußen und unerwünschtes Schrumpfen sind die häufigsten Ergebnisse in diesem Zusammenhang.

Ferner wird durch den Einfluß von organischen Lösungsmitteln die Präparation der Faser stark beeinträchtigt. Statische Aufladung beim Spulen und Weben ist die Folge und führt zu Störungen im Produktionsablauf, wenn die gefärbten Garne nicht in einem zusätz-

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lichen Prozeß geschlichtet bzw. präpariert werden.

Das Färbeverfahren gemäß dem zuvor besprochenen Stand der Technik hat auch den Nachteil, spezielle Farbstoffe auswählen zu müssen, die in dem verwendeten Lösemittel ausreichend löslich und mit der Kunstharzdispersion verträglich sind.

Es wurde nun gefunden, daß man echt gefärbte, in ihren technologischen Eigenschaften den gesetzlichen Bestimmungen entsprechende und bereits antistatisch ausgerüstete Autosicherheitsgurte und technische Bänder sowie Gewebe erhält, wenn man von ihrer Herstellung durch einen Spinnprozeß her mit einer antistatischen Präparation versehene Polyesterfäden oder-Garne während eines Umspulprozesses mit einer wässrigen Dispersion aus Dispersionsfarbstoff und einem Bindersystem aus thermisch vernetzbaren Verbindungen sowie einem Vernetzungskatalysator bei 15 - 30 % Flottenaufnahme, bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware, klotzt, vor dem Wiederaufwickeln 5-30 Sekunden lang bei 140 - 160⁰C trocknet, anschließend zusammen mit anderem Polyestermaterial zu Gurten oder Bändern verwebt und diese dann bei 180 - 205⁰C während 20 - 60 Sekunden zur Farbstofffixierung und Entwicklung der technologischen Eigenschaften mit kontrolliertem Schrumpfen thermolosiert sowie ohne Nachbehandlung fertigstellt. Man färbt also erfindungsgemäß nicht die fertigen Bänder, sondern die einzelnen Fäden bzw. deren Fadenscharen.

Mit dem erläuterten Verfahren lassen sich alle eingangs geschilderten Nachteile vermeiden und es ergeben sich außerdem eine Reihe von Vorteilen.

Im einzelnen verfährt man bei dem neuen Verfahren wie folgt:

Von ihrer Herstellung durch Spinnen kommen die erfindungsgemäß verwendeten Polyesterfäden oder Garne in jedem Falle mit einer ausreichenden antistatischen und gleit fördernden Präparation versehen zur Weiterverarbeitung. Um die einwandfreie weitere Verarbeitung der Fäden nach dem Färben zu gewährleisten, gilt es, diese

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Präparation in ihrer vollen Wirksamkeit zu erhalten.

Man trägt dazu, während man das zu färbende Garn von einem Materialträger, z.B. einer Spule, auf einen anderen umspult, aus wässriger Flotte Dispersionsfarbstoffe und gleichzeitig mit diesen ein thermisch vernetzbares Bindersystem auf das Garn auf. Das thermisch vernetzende Bindersystem besteht dabei aus wäßrigen Dispersionen von Arylsäurederivaten, wie Acrylsäureestern, Methylolacrylamiden oder Acrylnitrilen oder einem Gemisch davon, oder von hochverätherten Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten, und einem erst in der Hitze sauer wirkenden Katalysator, vorzugsweise vom Typ der Alkylolamin-Hydrochloride, insbesondere Aminopropanol-Hydrochlorid. Noch vor dem Wiederaufwickeln auf den zweiten Materialträger, also gleich im Anschluß an den Farbauftrag wird das so behandelte Garn bei Temperaturen von 140 - 160⁰C getrocknet. Dieses Trocknen kann sowohl in Heißluft, als auch durch Kontakthitze, z.B. auf Zyliridertrocknern, geschehen. Hierbei härtet das harzbildende Bindersystem aus.

Die so vorbereiteten Garne können nun dune Schwierigkeiten zu einem Gurtband verwebt werden. Da die ursprünglich vorhandene Präparation erhalten geblieben ist, ist eine statische Aufladung der Fäden ausgeschlossen. Gegenüber Wassertropfen oder mechanischen Beanspruchungen ist der Farbstoffauftrag durch den bereits beim Trocknen ausgehärteten Binder hervorragend geschützt. Nach dem Verweben werden die Gurtbänder bei Temperaturen von 180 - 205⁰C fixiert, um ihre technologischen Eigenschaften zu entwickeln. Dabei findet dann die vollständige Fixierung des Dispersionsfarbstoffes in der Faser statt. Eine Nachbehandlung erübrigt sich.

Die Mitverwendung nichtionogener Weichmacher in den Klotzflotten ist ohne weiteres möglich, aber nur in Ausnahmefällen erforderlich.

Das neue Verfahren weist folgende Vorteile auf:

Das Farbgut braucht nicht vorgewaschen zu werden, wie das z.B.

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für das HT-Färben von Polyester-Fäden oder das kontinuierliche Färben fertiger Gurte erforderlich ist; dadurch wird ein Arbeitsgang eingespart.

Die ursprüngliche Präparation bleibt in ihrer Wirkung für das Spulen und Weben erhalten. Das vorgefärbte, d.h. geklotzte und getrocknete Material wird für das Spulen und Weben nicht nochmals präpariert. Auch das fertige Gurtband ist dann bereits mit einer antistatischen. Präparation versehen.

Durch die konsequente Einhaltung der erfindungsgemäßen Reihenfolge der Verfahrensschritte und die genau festgelegten Prozeßparameter ist gewährleistet, daß das Schrumpfverhalten und die Reißfestigkeit sowie die Dehnung der Fäden vor dem Weben nicht verändert werden, so daß das fertig gewebte Gurtband nach der Ausrüstung, d.h. der Endfixierung bei 180-205⁰C, die geforderten technologischen Eigenschaften besitzt und ein glattes Aussehen, ohne Welligkeit, zeigt.

Die Gurtbänder brauchen nach dem Fixieren nicht nachbehandelt zu werden. Damit entfällt ein zusätzlicher Trocknungsprozeß. Die Färbungen sind echt fixiert und können, auch wenn die Binderauflage mechanisch beansprucht wird, nicht abscheuern.

Es werden keine organischen Lösemittel verwendet, die ebenfalls die Festigkeitswerte der Fasern nachteilig verändern.

Das neue Verfahren kann sowohl für einzelne Fäden, als auch für Fadenscharen bis zu ca. 60 mm Breite durchgeführt werden. Anstelle des Einzelfadens wird dann eine Fadenschar mit 150 550, bevorzugt bis zu 400 Einzelfäden geklotzt und getrocknet.

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Nach dem Klotzen und Trocknen der Einzelfäden können verschiedenfarbige Fäden zu einer Kette zusammengefaßt und verwebt werden. Man erhält auf diese V/eise farbig gestreifte Bänder oder Gurte. Bei Verwendung andersfarbiger Schußfäden ist die Musterungsmöglichkeit, z.B. zum Zwecke der echten Kennzeichnung von Lastgurten noch größer. Auch die Verarbeitung mit spinngefärbten Fäden ist möglich.

Bei der Auswahl der Dispersionsfarbstoffe für die Anwendung beim neuen Verfahren spielen Fragen der Löslichkeit oder Verträglichkeit keine Rolle mehr. Lediglich ihre Sublimierneigung soll bei der Wahl der endgültigen Fixiertemperatur im Bereich von 180 205⁰C berücksichtigt werden. Für Farbstoffe mit starker bis mittlerer Sublimierneigung, z.B. den Farbstoffen mit den CL--Nummern 47023, 60756 oder 63285, wählt man die Fixiertemperatur um 19O⁰C. Bei Farbstoffen mit geringer Sublimierneigung fixiert man bei 195 - 205⁰C.

Verfahrensgemäß gefärbte¹ hochfeste Polyesterfäden können als beständige Markierungseffekte auch in anderen technischen Geweben aus Polyester verwendet werden.

Die folgenden Beispiele sollen das neue Verfahren erläutern, ohne es irgendwie einzuschränken:

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Beispiel 1

Für die Herstellung eines schwarzen Autosicherheitsgurtbandes mit gelben Rändern werden zwei Fadenscharen mit je 60 Einzelfäden aus einer vorpräparierten hochfesten Polyestertype durch ein wässriges Klotzbad enthaltend

24 g/l des Farbstoffes Disperse Yellow 64 - C.I.-Nr. 47 023,

0,8 g/l des Farbstoffes Disperse Red 60 - C.I.Nr.- 60 756,

200 g/l einer wässrigen, 40 %igen Monomerendispersion aus 66,8 g Äthylacrylat, 8,8 g Methylolacrylamid sowie 5,4 g Acrylnitril, und
20 g/l Aminopropanol-Hydrochlorid

geführt, auf einem Foulard auf 25 % Flottenaufnähme (vom Warengewicht) abgequetscht und vor dem Wiederaufwickeln bei 150⁰C getrocknet .

Die so gewonnenen gelben Fadenscharen werden nun als Randfäden mit einer aus 300 Einzelfäden bestehenden, spinnschwarzgefärbten Fadenschar aus hochfesten Polyesterfäden zu einer Kette vereinigt und mit spinnschwarzgefärbten hochfestem Polyesterfadenschußmaterial zu einem Autosicherheitsgurtband verwebt. Das gewebte Gurtband wird dann unter Vorgabe von 12 % Schrumpf 45 Sekunden bei 190⁰C thermofixiert.

Man erhält ohne Nachbehandlung ein echtgefärbtes schwarzes Autosicherheitsgurtband mit gelben Rändern, dessen technologische Eigenschaften den Erfordernissen entsprechen.

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Beispiel 2

Für die Kennzeichnung von Lastgurten werden einige Spulen aus vorpräpariertem hochfesten Polyesterfäden wie folgt blau gefärbt.

Die Fäden werden während des Umspulens durch ein wäßriges Klotzbad enthaltend

18 g/l des blauen Dispersionsfarbstoffes der Formel

(in handelsüblicher Form und Beschaffenheit) 80 g/l eines thermisch vernetzbaren, hochverätherten Methylol-Melamin-Vorkondensats in Form einer 40 %igen wäßrigen Dispersion und 5 g/l Ammoniumsulfat

geführt und auf 20 % Flottenaufnahme (vom Warengewicht) abgequetscht. Noch vor dem Wiederaufspulen wird die Ware innerhalb von 20 Sekunden bei 155 ⁰C getrocknet.

Die so vorbereiteten Fäden werden mit weißem hochfestem Polyester-Kett- und Schußmaterial zu Lastgurten verwebt.

Die gewebten Gurte werden dann während 50 Sekunden bei 200⁰C in Heißluft fixiert. Der Einsprung wird dabei auf 10 % geregelt.

Man erhält ein mit blauen Fäden gekennzeichnetes Lastgurtband. Die Kennzeichnung erweist sich unter den schweren mechanischen Bean-

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ys -

spruchung der Lastgurte beständig.

Beispiel 3

Zur Herstellung eines rot-grün gestreiften Autosicherheitsgurtes werden 4 Fadenscharen mit je 60 Einzelfäden aus vorpräpariertem hochfestem Polyester mit einer wäßrigen Flotte, enthaltend

30 g/l des roten Dispersionsfarbstoffes der Formel

= N

-CN

^ CH₂-CH₂-0-CO-CH₃

200 g/l einer wässrigen, 40 %igen Monomeren-Dispersion, enthaltend

66,8 g Äthylacrylat,

8,8 g Methylolacrylamid sowie ■ ' 5,4 g Acrylnitril, *

und
20 g/l Aminopropanol-Hydrochlorid

und 3 Fadenscharen aus dem gleichen Material mit einer Flotte, in welcher der rote Dispersionsfarbstoff durch

25 g/l des gelben Dispersionsfarbstoffes der Formel

N=N

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und 5 g/l des blauen Dispersionsfarbstoffes der Formel

CW NH-CO-CH₃

0„N —(/ VS N=N

CN

bei sonst gleicher Zusammensetzung ersetzt ist, mit 25 % Flottenaufnahme (vom Warengewicht) geklotzt und vor dem Aufwickeln während 20 Sekunden bei 150⁰C getrocknet.

Die Fadenscharen werden nun abwechselnd zu einer Kette vereinigt und mit ungefärbtem Polyestermaterial zu einem Autosicherheitsgurtband verwebt.

Der so gewebte Gurt wird danach während 50 Sekunden bei 200⁰C und 20 % Voreilung thermofixiert und ist dann ohne Nachbehandlung fertig.

Man erhält einen echt gefärbten, gut reibechten, rot-grün gestreiften Autosicherheitsgurt mit den erforderlichen technologischen Eigenschaften.

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INSPECTED

Claims

HOE 76/p 2o2 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung gefärbter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder sowie Gewebe aus Polyesterfasern nach einem Thermosolverfahren mit Dispersionsfarbstoffen in Gegenwart eines Bindersystems aus thermisch vernetzbaren Verbindungen sowie einem Vernetzungskatalysator, dadurch gekennzeichnet, daß vom Spinnprozeß her antistatisch vorpräparierte Polyesterfäden und -Garne während des Umspulens bei einer Flottenaufnahme von 15 - 30 % (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Dispersion aus dem Dispersionsfarbstoff und dem Bindersystem geklotzt, vor dem Wiederaufwickeln 5-30 Sekunden lang bei 140 - 160⁰C getrocknet, anschließend zusammen mit anderem Polyestermaterial zu Gurten, Bändern oder Gewebe verwebt und diese dann in einem Thermosolprozeß bei 180 - 205⁰C während 20 - 60 Sekunden fixiert sowie ohne Nachbehandlung fertiggestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch vernetzbare Verbindungen Acylsäurederivate verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch vernetzbare Verbindungen hochverätherte Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate verwenden werden.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das mitverwebte andere Polyestermaterial bereits entsprechend Anspruch 1 in einer anderen Farbe vorgefärbt ist.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das mitverwebte andere Polyestermaterial bereits nach einem anderen Verfahren vorgefärbt ist.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das mitverwebte andere Polyestermaterial nicht gefärbt ist.

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HOE 76/F 2o2

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, j daß die wäßrige Klotzflotte außerdem noch Weichmacher enthält.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelfäden gefärbt werden.

9. Verfahren nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Fadenscharen mit 100 - 550, bevorzugt bis zu 400 Einzelfäden gefärbt werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch das Schußmaterial auf diese Weise gefärbt wird.

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