DE69103907T2

DE69103907T2 - Verfahren zur herstellung von pigmentierten nylonfasern.

Info

Publication number: DE69103907T2
Application number: DE69103907T
Authority: DE
Inventors: Ketan Gunvantrai Camden Sc 29020 Shridharani; Peter Ray Lugoff Sc 29078 Witt
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1991-11-18
Publication date: 1995-04-27
Anticipated expiration: 2011-11-19
Also published as: US5141692A; EP0558611A1; JP3038011B2; CA2095863A1; CA2095863C; EP0558611B1; DE69103907D1; JPH06502696A; WO1992008828A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zur Verringerung der für die Orientierung von schmelzgesponnenen pigmentierten Nylonfasern erforderlichen Zugspannung.

Hintergrund der Erfindung

Nylon kann mit sauren oder kationischen Farbstoffen gefärbt werden, um gefärbte Garne zu erzeugen, die in Geweben oder Teppichen eingesetzt werden können. Vor kurzem haben Garnhersteller damit begonnen, farbige Pigmente in Nylongarne einzuarbeiten, um ihre Abbau- und Farbbeständigkeit in ultraviolettem Licht zu verbessern, um eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Chemikalien und schädlichen Dämpfen zu erreichen und eine Permanentfärbung zu erhalten, die durch Waschen nicht entfernt wird. Während einige Pigmente leicht in Nylon eingemischt werden können, ohne den Filamentspinnvorgang nachteilig zu beeinflussen, verursachen Pigmente - und insbesondere organische Stoffe - einige Schwierigkeiten beim Einmischen in Nylon oder beim nachfolgenden Schmelzspinnen oder bei den anschließenden Verstrekkungsvorgängen. Im allgemeinen führen organische Pigmente zu einer Vernetzung des Nylons, ändern seine Viskosität, bilden Sphärolithe aus, die die Fasern schwächen, und erfordern eine erhöhte Zugspannung, was zu einer Zunahme von Filamentbrüchen führt.
Die EP-A-0 373 655 ("Anton et al.") veröffentlicht am 20. Juli 1990, welche hier durch Inbezugnahme mit umfaßt sein soll, offenbart Verfahren zur Herstellung von schmutzabweisenden, pigmentgefärbten Fasern bei einem akzeptablen Grad an Spinnverhalten. Diese Verfahren umfassen die Bildung eines statistischen Nyloncopolymeren, das mit bis zu 4 Gew.-% eines kationischen Farbstoffzusatzes, wie z.B. 5-Sulfoisophthalsäure oder deren Salzen, hergestellt worden ist, die Zugabe von bis zu 4,5 Gew.-% eines Pigmentkonzentrats zu dem Copolymeren, wobei das Pigmentkonzentrat Polycaproamid enthalten kann, und das Schmelzspinnen der Pigment/Polymer-Mischung. Bestimmte Pigmente bleiben jedoch sehr schwer verspinnbar, selbst wenn die dort offenbarten Copolymeren verwendet werden.
Wege zur Verringerung des Einflusses solcher Pigmente auf das Spinn- und Verstreckungsverhalten von Nylon würden es gestatten, eine breitere Auswahl an farbigen Pigmenten einzusetzen, sowohl organische als auch anorganische, und würden es Faserprodukten erlauben, einen vollständigen Bereich an Stilisierungsfarben anzubieten, ohne daß schwerwiegende Produktnachteile oder Produktionsschwierigkeiten mit irgendeinem von ihnen in Kauf genommen werden müßten, und würden die Herstellung von pigmentierten Nylonfasern mit hoher Zugfestigkeit gestatten.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung zur Verfügung für ein Verfahren zur Herstellung von pigmentierten, verstreckten Filamenten von Polyhexamethylenadipamid oder Copolyamiden davon mit bis zu 4 Gew.-% Hexamethylen-5- sulfoisophthalamid-Einheiten, bei welchem das Polyamid geschmolzen wird, das Pigment in Form eines Konzentrats in einer Polymermatrix hinzugefügt wird, und das Polyamid zu Filamenten versponnen und verstreckt wird, wobei die Verbesserung die Verringerung der Anzahl an Streckbrüchen umfaßt, indem eine Menge an Polycaproainid vor dem Spinnen zur Schmelze hinzugegeben wird, wobei das genannte Polycaproamid mit dem Pigmentkonzentrat oder im Wege desselben hinzugefügt wird und zwar in einer Menge, die gleich wenigstens 5 Gew.-% des Polyamidgehalts des Filaments beträgt.

Detailierte Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von pigmentierten, verstreckten Filamenten von Polyhexamethylenadipamid oder Copolymeren davon mit bis zu 4 Gew.-% Hexamethylen-5-sulfoisophthalamid-Einheiten. Gewöhnlich wird das Pigment der Schmelze kurz vor der Extrudierung in Form eines Konzentrats zugefügt. Die Konzentrate enthalten gewöhnlich unter 50% Pigment, wobei der Rest ein polymerer Matrixträger ist, der dabei hilft, das Pigment in der gesamten Schmelze zu dispergieren. Die Pigmente können aus jeder einer großen zur Verfügung stehenden Vielzahl ausgewählt werden, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
Unglücklicherweise neigt die Anwesenheit von Pigment zu einer Verschärfung der Filamentbruchprobleme an den Zugwalzen. Diese Brüche, die auch als Streckbrüche bekannt sind, können einen Abbruch des Verfahrens verursachen, bis das Problem gelöst ist, oder sie können zu einem Garn mit schlechterer oder nicht akzeptabler Qualität führen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde gefunden, daß die Zugabe von wenigstens 5 Gew.-%, vorzugsweise von wenigstens 5,5 Gew.-% an Polycaproamid zur Schmelze als das Matrixpolymere des Konzentrats und/oder in Form eines separat zu der Schmelze zugeführten Stromes kurz vor der Extrudierung die Anzahl der Streckbrüche wesentlich verringert. Es ist auch üblich, in die Polyamidfaser Kupfer in Form von Kupfer(I)- oder Kupfer(II)-Ionen einzuarbeiten, um Stabilität gegen ultravioletten Lichtabbau zu erreichen. Dieses kann ebenfalls in Form eines Konzentrats zugefügt werden, wie im Falle des Pigmentkonzentrats, und es stellt einen geeigneten Weg dar, um die Menge an Polycaproamid zu vermehren, welches im Wege des Pigmentkonzentrats zugegeben wird.
Schließlich kann das Polycaproamid, falls gewünscht, unabhängig von den beiden Konzentratströmen zugegeben werden.
Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und sollen sie nicht einschränken.

Beispiele

Beispiel 1

Ein Copolyamid, das 1,6 Gew.-% Hexamethylen-5-isophthalamid-Einheiten enthält, wurde durch Vermischen von Hexamethylenadipatsalz mit einem Salz, das aus Natrium-5- sulfoisophthalat und Hexamethylendiamin hergestellt worden war, Polymersieren und Schneiden des Polymeren zu Flocken hergestellt. Diese Flocken hatten Aminenden im Bereich von 10 bis 20 Äquivalente/10&sup6;g Polymeres und eine relative Ameisensäure-Viskosität (RV) von 60-70, gemessen wie in Spalte 2, Zeilen 52-50 der US-A-4702875 von Jennings beschrieben wurde. Dieses Polymere wurde dann via Festphasenpolymerisation weiter polymerisiert und dann unter Verwendung einer Schneckenschmelzvorrichtung geschmolzen. Helles Weizenpigmentkonzentrat der Zusammensetzung wie sie in Tabelle A unten beschrieben wird, wurde mit einer Rate von 4,5%, bezogen auf das Gewicht der Faser in die Schnekkenschmelzvorrichtung mit eingeführt und homogen in die Polymerschmelze eingemischt. Ein zweites Konzentrat, das in Tabelle A als Kupferzusatz bezeichnet wird, wurde mit einer Rate von 2%, bezogen auf das Gewicht der Faser, ebenfalls und gleichzeitig mit eingeführt und ebenfalls homogen in die Polymerschmelze eingemischt. Die Schmelze wurde versponnen und unter Anwendung eines Verstreckungsverhältnisses von 2,5 verstreckt und dann durch eine Bauschdüse geführt. Das fertige Produkt war ein Garn von 1225 Denier und 19 Denier pro Filament. Der Gesamtgehalt an Polycaproamidträgerharz, das via Konzentratzugabe zugefügt worden war, betrug 5,8%. Das Spinnbruchniveau betrug für diese Farbe 1,0 Brüche/Tonne.

Beispiel 2

Es wurden das gleiche Copolymere und der gleiche Kupferzusatz verwendet wie in Beispiel 1, jedoch wurde ein Pigmentkonzentrat bei einer Rate von 4,2% eingesetzt, wie es in Tabelle A unter Kadettenblau beschrieben ist. Der Gesamtgehalt an Polycaproamidträgerharz betrug in diesem Beispiel 5,8%. Das Spinnbruchniveau betrug für diese Farbe 4,5 Brüche/Tonne.

Beispiel 3

Es wurden das gleiche Copolymere und der gleiche Kupferzusatz verwendet wie in Beispiel 1, jedoch wurde ein Pigmentkonzentrat bei einer Rate von 3,9% verwendet, wie es in Tabelle A unter Marine beschrieben ist. Der Gesamtgehalt an Polycaproamidträgerharz betrug in diesem Beispiel 5,2%. Das Spinnbruchniveau betrug für diese Farbe 7,1 Brüche/Tonne. Tabelle A Farbe Helles Weizen Kadettenblau Marine Nylon-6 "Elvamid"* Kanalruß PBK7 Phthalo-Blau PD 15:2 Carbazol-Violett/PV-23 Perylen-Rot PR-169 Antimonchromtitanat PB-24 FeO (Y/S) Kupferzusatz** *Ein Terpolymer von Nylon 6/6,6/6,10 in den Verhältnissen 46/34/20. ** CuI 0,99%, KBr 5,20%, Nylon 6 93,81%

Claims

Verbessertes Verfahren zur Herstellung von pigmentierten, verstreckten Filamenten von Polyhexamethylenadipamid oder Copolyamiden davon mit bis zu 4 Gew.-% Hexamethylen- 5-sulfoisophthalamid-Einheiten, bei welchem das Polyamid geschmolzen wird, das Pigment in Form eines Konzentrats in einer Polymermatrix hinzugefügt wird, Polycaproamid mit dem Pigmentkonzentrat oder im Wege desselben hinzugefügt wird und das Polyamid zu Filamenten gesponnen und verstreckt wird, gekennzeichnet durch die Verringerung der Anzahl an Streckbrüchen durch Hinzugabe von Polycaproamid in einer Menge, die wenigstens 5 Gew.-% des Polyamidgehalts des Filaments beträgt.