DE69117110T2

DE69117110T2 - Färbbare, Wärme-gebauschte und Copolyamid-modifizierte Polypropylenfasern

Info

Publication number: DE69117110T2
Application number: DE69117110T
Authority: DE
Inventors: Raymond Frank Tietz; Wae-Hai Tung
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Invista Technologies SARL USA
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2011-07-27
Also published as: AU632238B2; AU8137491A; JP3056296B2; CA2047791A1; EP0468519B1; EP0468519A1; CA2047791C; MX9100390A; KR920002837A; JPH04245944A; US5130069A; AR244814A1; DE69117110D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft gebauschte Polypropylenfasern, die leicht durch kationische, saure oder disperse Farbstoffe gefärbt werden. Insbesondere betrifft sie gebauschte Polypropylenfasern, die aus Polypropylen ersponnen worden sind, das durch Mischen mit einem Farbstoffrezeptor modifiziert worden ist, der umfaßt 1) ein Copolymer aus Nylon-6,6 und im wesentlichen äquimolaren Mengen Hexamethylendiamin und dem Alkalisalz von 5-Sulfoisophthalsäure oder ihren Derivate und 2) ein basisches Copolyamid, das ein Reaktionsprodukt ist von N-(2-Aminoethyl)-piperazin, Adipinsäure, Hexamethylendiamin und gegebenenfalls &epsi;-Caprolactam. Die Färbegeschwindigkeit der gebauschten erfindungsgemäßen Fasern wird dadurch gegenüber ungebauschten Fasern verbessert und nimmt durch eine Nachbehandlung mit trockener Wärme, die auf das Bauschen folgt, zu.

Stand der Technik

Die Bezeichnung "gebauscht" wird verwendet, um Garne zu beschreiben, die durch ein Düsenblas- oder Düsenblas-Draht- Texturierverfahren texturiert worden sind, bei dem ein erhitztes turbulentes Fluid zur Erzeugung des Bausches verwendet wird. Breen & Lauterbach, U.S.-Patentschrift Nr. 3 186 155, offenbaren ein Beispiel für ein Düsenblas- Bauschverfahren, das die Exposition eines Bündels von Filamenten gegenüber einem Strahl eines sich schnell bewegenden turbulenten Fluids zur Erzeugung des Bausches umfaßt. Es wurde gefunden, daß Nylon-6,6-, Nylon-6- und Polyethylenterephthalat-Garne schnellere Färbegeschwindigkeiten aufweisen, wenn sie dem Düsenblas-Bauschverfahren unterzogen werden. Es werden auch gebauschte Polypropylengarne offenbart, jedoch wurden sie aus einem unmodifizierten Polymer geformt, das nicht durch saure oder kationische Farbstoffe färbbar ist. Miller, Clarkson & Cesare offenbaren in der U.S.-Patentschrift 3 686 848 texturierte Garne, die aus Polypropylen, modifiziert mit bis zu 10 % Poly(vinylpyridin), ersponnen worden sind. Die Wirkung des Texturierverfahrens auf die Färbegeschwindigkeit der Fasern, die aus diesen Zusammensetzungen ersponnen werden, wurde nicht geprüft.
Polyolefine, insbesondere Polypropylen, werden weithin zur Herstellung von Fasern für eine Vielzahl von textilen Anwendungen, einschließlich von Teppichen, verwendet. Eines der Haupteinschränkungen dieser Klasse von Polymeren besteht darin, daß sie unpolar sind und es ihnen an Affinität für die Farbstoffmoleküle mangelt und sie darum durch herkömmliche Mittel nicht färbbar sind. Das gängige Verfahren der Wahl zum kommerziellen Färben von Polypropylenfasern ist die Spinnfärbung, ein Verfahren, bei dem der Polymerschmelze während des Spinnverfahrens ein Pigment zugesetzt wird. Spinngefärbte Polypropylenfasern besitzen die Vorteile eines hohen Echtheitsgrades, einer Beständigkeit gegen Anschmutzen und in vielen Fällen der niedrigeren Kosten als Fasern, die aus anderen Harzen hergestellt werden. Jedoch besitzen spinngefärbte Fasern den Nachteil, daß sie von den Faserherstellern in einer begrenzten Anzahl von Farben erhältlich sind und daß große Lager aufrechterhalten werden müssen, was zu hohen Lagerkosten führt. Spinngefärbte Fasern besitzen ferner den Nachteil einer mangelnden Bedruckbarkeit, was ihre Vielseitigkeit weiter einschränkt. Polypropylengarne, die unter Verwendung herkömmlicher Verfahren färbbar sind, haben den Vorteil, daß sie den Textilherstellern gegenüber den verfügbaren spinngefärbten Fasern eine größere Gestaltungsvielseitigkeit geben.
In der Technik wurden bereits Vorschläge zur Verbesserung der Färbbarkeit von Polypropylen gemacht, indem an das Polymer farbstoffempfängliche Gruppen durch Copolymerisation oder Pfropfen oder durch Mischen mit modifizierenden Polymeren, die farbstoffempfängliche Gruppen aufweisen, gebunden werden. Diese Verfahren haben nur zu mäßigen Verbesserungen in der Färbbarkeit geführt und waren bisher aufgrund der zusätzlichen Probleme einer Nicht-Gleichmäßigkeit, die durch die Inkompatibilität der Zusatzstoffe mit Polypropylen verursacht wird, oder wegen der hohen Kosten nicht akzeptabel.
Alliot-Lugaz & Allard, U.S.-Patentschrift Nr. 3 328 484, offenbaren ternäre Polypropylen-Zusammensetzungen zur Herstellung von ungebauschten Filamenten, die einen Hauptanteil aus Polypropylen und einen kleineren Anteil aus einem Gemisch aus (i) synthetischem linearem Polyamid und (ii) nicht mehr als einem gleichen Gewicht eines synthetischen linearen sulfonierten Copolyamids umfassen. Diese Zusammensetzungen sind homogen und durch basische, saure, metallisierte und disperse Farbstoffe färbbar. Die Patentschrift, auf die vorstehend Bezug genommen wird, offenbart binäre Zusammensetzungen, die eine Affinität für basische Farbstoffe besitzen, die einen Hauptanteil aus Polypropylen und einen kleineren Anteil aus einem sulfonierten Polyamid umfassen, und beschreibt die Zusammensetzungen als schwer zu extrudieren.
Earle et al., U.S.-Patentschrift Nr. 3 433 853, beschreibt Zusammensetzungen zur Herstellung von ungebauschten Filamenten, die einen Hauptanteil aus einem Polyolefin und einen kleineren Anteil aus einem basischen Polyamid umfassen, das ein Copolymer aus einer aliphatischen Dicarbonsäure und einem Polyamin, das nicht mehr als zwei primäre Aminogruppen und eine oder mehrere tertiäre Aminogruppen enthält, ist, worin bis zu 60 % des Polyamins durch ein Diamin ersetzt sein können. Oldham, U.S.-Patentschrift Nr. 3 465 060, offenbart Zusammensetzungen zur Herstellung von ungebauschten Filamenten, die einen Hauptanteil aus einem Polyolefin umfassen, das eine kleinere Menge eines basischen Polyamids enthält, worin das Polyamid das Reaktionsprodukt von einer oder mehreren Dicarbonsäuren mit einem Polyamin, das wenigstens drei Aminogruppen aufweist, wovon wenigstens eine sekundär oder tertiär ist, und einem Lactam, das 6-12 Kohlenstoffatome aufweist, ist. Ein Teil des Polyamins kann durch Diamin ersetzt werden. Diese Zusammensetzungen stellen Olefinpolymere mit verbesserter saurer Färbbarkeit bereit.

Zusammenfassung der Erfindung

Es wurde gefunden, daß die Färbbarkeit der Fasern, die aus bestimmten der vorstehend beschriebenen Zusammensetzungen bestehen, dramatisch verbessert werden kann, indem die Filamente einem Düsenblas-Bauschverfahren unterzogen werden, bei dem ein erhitztes Fluid wie Luft zum Bauschen der Filamente verwendet wird. Weitere Zunahmen in der Färbegeschwindigkeit können durch eine Wärmenachbehandlung der Garne erzielt werden. Dies macht die Verwendung von weniger farbstoffempfänglichem Zusatzstoff als es sonst nötig wäre möglich, um annehmbare Färbegeschwindigkeiten zu erzielen. Es wurde ferner gefunden, daß bei dem Spinnverfahren nichtwäßrige Appreturen verwendet werden müssen, um Abscheidungen auszuschalten, die die Spinn-Kontinuität unterbrechen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Die Zeichnung ist ein schematisches Diagramm des hier zur Herstellung von gebauschten Polypropylengarnen angewendeten Bauschverfahrens.

Ausführliche Beschreibung

Die Färbbarkeit von Polypropylenfasern durch kationische Farbstoffe kann im Vergleich zur herkömmlichen Technik verbessert werden, indem Polypropylen mit einem Nylon-6,6- Copolymer und einem kationischen Farbstoff-Modifiziermittel, wie dem Dimethylester eines Alkalimetallsalzes der 5-Sulfoisophthalsäure oder ihren Derivaten, einschließlich der entsprechenden Ester oder sauren Halogenide, die mit einer im wesentlichen äquimolaren Menge Hexamethylendiamin umgesetzt worden sind, vermischt wird und die Fasern unter Anwendung eines Düsenblas-Bauschverfahrens gebauscht werden. Vorzugsweise wird das zugesetzte Copolymer hergestellt, indem, bezogen auf das Copolymer-Endgewicht, 7-25 Gew.-%, mehr bevorzugt 10-25 Gew.-% des Dimethylesters von Natrium- 5-Sulfoisophthalsäure verwendet werden.
Gleichermaßen kann die Färbbarkeit der Polypropylenfasern durch saure Farbstoffe gegenüber der bisherigen Technik verbessert werden, indem das Polypropylen mit einem basischen Polyamid vermischt wird, das das Reaktionsprodukt von N-(2-Aminoethyl)-piperazin (2PiP), einer im wesentlichen äquimolaren Menge Adipinsäure (N-(2-Aminoethyl)-piperaziniumadipatsalz), Hexamethylendiamin und einer im wesentlichen äquimolaren Menge an Adipinsäure (Hexamethylendiammoniumadipatsalz) und gegebenenfalls &epsi;-Caprolactam ist, und indem die Fasern unter Anwendung eines Düsenblas-Bauschverfahrens ersponnen werden. Das resultierende statistische Copolymer wird hier als 2PiP-6/6,6/6 bezeichnet. Die bevorzugten Zusammensetzungen sind 30-50 Gew.-% 2PiP- 6/40-60 Gew.-% Nylon-6,6/0-30 Gew.-% Nylon-6.
Die als Farbstoffaufnahmefähigkeitszusatzstoffe verwendeten Polyamid-Copolymere werden unter Anwendung von in der Technik gut bekannten Verfahren hergestellt. Sie können im allgemeinen durch Erhitzen der Reaktanden miteinander, vorzugsweise als wäßrige Lösungen in einem Autoklav bei Temperaturen zwischen 200 und 290 ºC und einem Druck von ungefähr 250 psi (17,2 x 10&sup5; Pa) hergestellt werden, um ein statistisches Copolymer zu erhalten. Aufgrund der Wasserempfindlichkeit der 2PiP-6/66/6-Polymere ist es notwendig, sie nach der Polymerisation vor der Exposition gegenüber Feuchtigkeit zu schützen. Es ist wichtig, daß die Polyamid-Copolymere vollständig getrocknet werden, um sämtliche Spuren von Wasser vor dem Mischen mit Polypropylen zu entfernen, da sonst während der Faserherstellung Probleme mit den Spinnablagerungen auftreten können. Das Mischen des Polypropylens mit den Polyamid-Copolymeren kann unter Anwendung herkömmlicher Mittel erreicht werden, die ein inniges Mischen der beiden Komponenten bereitstellen. Beispielsweise kann das Mischen im Speiseabschnitt eines Schneckenextruders, vorzugsweise eines Doppelschneckenextruders, durch Schmelzen und Mischen der Mischung bei Temperaturen zwischen 230 º-265 ºC erreicht werden. Zur Verbesserung des Mischens kann in der Transferleitung eine Serie von statischen Mischern verwendet werden. Die zur Herstellung der Mischungen verwendeten Polypropylen- Polymere besitzen vorzugsweise Schmelzfluß-Indices zwischen etwa 4 und 45. Die Copolymere können mit dem Polypropylen über ein breiten Bereich von Zusammensetzungen vermischt werden. Copolymermengen im Bereich von 4-15 % und vorzugsweise von 4-10 % wurden hier für optimale Färbecharakteristika als geeignet gefunden.

Ausführliche Beschreibung der Zeichnung

Das für die hier beschriebenen Beispiele angewendete Spinn- und Bauschverfahren ist in der Zeichnung ausgeführt. Ein Speisekasten 11 liefert Polypropylenflocke in den Hals eines Doppelschneckenextruders 12. Das Polypropylen wird mit etwa 4-15 % der zugesetzten Copolymerflocke vermischt, die bei kontrollierter Geschwindigkeit aus dem Speisekasten 13 in eine Rohrleitung 28, die mit dem Hals des Doppelschnecken extruders 12 verbunden ist, eingespeist wird. Der Extruder stellt ein Scherspannungsmischen der beiden Flockekomponenten bereit, wenn sie schmelzen. Die Polymermischung wird außerdem in der Transferleitung 15 durch die statischen Mischer 14, 14' und 14'' gemischt und durch Spinndüse 16 bei Temperaturen von etwa 230 º-265 ºC extrudiert. Die geschmolzenen Fasern werden bei 17 unter Verwendung von querströmender Luft (4 -21 ºC) schnell abgeschreckt, mit einer nichtwäßrigen Spinnappretur unter Verwendung von Applikator 18 beschichtet und um eine motorbetriebene Lieferwalze 19 und ihre angeschlossene Trennwalze 19' gewickelt. Das Garn wird über den Stift 20 geführt und anschließend um die Streckwalzen 21 gewickelt, die normalerweise auf 120 º-145 ºC erhitzt und in einem Trockenschrank 27 eingeschlossen sind, und um das zweibis vierfache seiner ursprünglichen Länge verstreckt, bevor es in den Bauschstrahl 22 eintritt. Falls eine wäßrige Appretur bei 18 aufgebracht wird, stören Ablagerungen auf den Trockenschrankwalzen 21 das Spinnverfahren. Das Garn wird in Strahl 22 unter Verwendung von Luft, die normalerweise auf bis 160 ºC, vorzugsweise auf 100 bis 140 ºC aufgeheizt ist, gekräuselt und verläßt den Srahl, um auf eine rotierende Trommel 24 aufzutreffen, die eine perforierte Oberfläche aufweist, auf der das Garn in Form einer bauschigen Raupe 25 abkühlt, um die Kräuselung zu härten, worin die Faser eine Länge des 0,5- bis 0,9fachen der Länge der Faser vor dem Kräuseln aufweist. Das Abkühlen des Garns wird unter Verwendung eines Wassernebelkühlers 23 erleichtert. Von der Trommel verläuft der Fadenlauf über die Stifte 29, 30 und 31 zu der motorbetriebenen Aufnahmewalze 26 und ihrer angeschlossenen Trennwalze 26'. Die Geschwindigkeit der Aufnahmewalze 26 wird so eingestellt, daß die Raupe 25 bei der gewünschten Länge gehalten wird. Das Garn läuft anschließend zu einem Wickler weiter, wo es zu der gewünschten Packungskonfiguration aufgewickelt wird.
Die Fasern können als Garne oder Formteile gefärbt werden, indem herkömmliche kationische oder saure Farbstoffe in Abhängigkeit von der Natur des Farbstoffaufnahmefähigkeitszusatzstoffes verwendet werden. Eine zusätzliche Wärmebehandlung vor dem Färben kann die Färbbarkeit deutlich verbessern.

BEISPIELE

FÄRBEVERFAHREN

Die folgende Verfahrensweise wurde angewendet, um die Färbbarkeit der säurefärbbaren Polypropylengarne zu bewerten: Ein Gramm Faser wird in einem Bad gefärbt, das 5 ml Tectilon Blau 2GA 200 % (C.I. Acid Blue Nr. 40) als Lösung (0,0025 g/ml), 2 ml NaH&sub2;PO&sub4;-Lösung (0,01 g/ml), 5 ml Lösung des oberflächenaktiven Mittels Sandopan DTC100M (hergestellt von Sandoz, Inc., Hanover, N.J. 07936)(0,01 g/ml) und 13 g destilliertes Wasser enthält, um eine Farbstoffkonzentration von 500 ppm bereitzustellen. Das Bad wird mit einer Lösung von 2 g H&sub3;PO&sub4; in 100 ml Wasser (ungefähr 5 Tropfen) auf einen pH-Wert von 3 eingestellt. Das Färbebad wird in einem 50-ml-Dreihalskolben unter Rückfluß erhitzt, und die Faser wird zugegeben. Das Erhitzen unter Rückfluß wird 10 min lang fortgesetzt, wonach das Bad in ein Wasserbad von Raumtemperatur eingetaucht wird. Ein 2-ml-Aliquot des abgekühlten Färbebades wird in einem Meßkolben auf 25 ml verdünnt und die Konzentration des Farbstoffes mit einem Digitalcolorimeter von Cole Parmer Modell 5965-50 bei einer Wellenlänge von 660 nm anhand einer Eichkurve, die unter Verwendung von Farbstofflösungen von 10-40 ppm erstellt worden ist, gemessen. Die Konzentration des in dem Färbebad verbleibenden Farbstoffes wurde berechnet und von der ursprünglichen Konzentration (500 ppm) abgezogen, so daß sich X ergibt, die Menge des aus dem Färbebad durch die Faser entfernten Farbstoffes. Die Farbstofferschöpfung wird unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet:
% Farbstofferschöpfung = (X/500) x 100.
Die nasse Faser aus dem Färbebad wird in destilliertem Wasser ausgespült und mit Papierhandtüchern auf ein Gewicht von ungefähr 1,5 g trockengetupft. Diese Faser wird sodann bei 50 ºC 5 min lang in einer Lösung von 1 ml Duponol-RA-Netzmittellösung (hergestellt von E.I. du Pont de Nemours und Company, Wilmington, Delaware) (1 g/100 ml) und 40 ml Wasser gereinigt. Dieses Bad wird quantitativ in einen 100-ml-Meßkolben übergeführt, die Faserwaschlösungen zugegeben und das Volumen mit destilliertem Wasser auf 100 ml aufgefüllt. Die Konzentration des Farbstoffes in dem verdünnten Waschbad wird mit dem Colorimeter bestimmt und in die Konzentration zurückverwandelt, die in dem 25-ml-Färbebad vorgelegen wäre. Diese Konzentration, addiert zu der erschöpften Färbebad-Konzentration und subtrahiert von der ursprünglichen Konzentration des Orginalfärbebades von 500 ppm, quantifiziert die Menge des Farbstoffes, die auf der Faser verbleibt (Y). Der Farbstoff- auf-Faser in Prozent (% DOF) wird unter Anwendung der folgenden Gleichung berechnet:
% DOF = (Y/500) x 100.
Die Färbbarkeit der kationisch färbbaren Polypropylenfasern (Beispiele 1-3) wurde unter Anwendung eines ähnlichen Verfahrens wie desjenigen, das vorstehend beschrieben ist, gemessen. Das verwendete Färbebad bestand aus 5 ml einer Lösung von Sevron Blue ER 200 % (C.I. Basic Blue Nr. 77), Farbstoff (0,001 g/ml), 2 ml NaH&sub2;PO&sub4;-Lösung (0,001 g/ml), 1 ml Merpol SH (hergestellt von E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, DE) (0,01 g/ml) und 17 g Wasser (Färbebad- pH = 4,3). Die Färbebad-Konzentration wurde unter Anwendung einer Spektrophotometer-Einstellung von 530 nm gemessen.

BEISPIELE 1-3

Ein modifiziertes Nylon-Copolymer wurde durch Mischen von 33,6 Gew.-% einer wäßrigen Lösung, die 33,55 Gew.-% Dimethylnatrium-5-sulfoisophthalat, 10,8 Gew.-% Hexamethylendiamin und 0,475 Gew.-% Ammoniumhydroxid enthielt, mit 63,9 Gew.-% einer wäßrigen Lösung, die 51,5 Gew.-% Nylon-6,6-Salz enthielt, in einem Autoklav hergestellt. Verschiedene herkömmliche Antioxidantien und UV-Stabilisatoren wurden als Rest zugesetzt, und das Gemisch wurde bei 270 ºC polymerisiert und Dampf bei 250 psi (17,2 x 10&sup5; Pa) abgelassen, um ein statistisches Copolymer zu erhalten, das ungefähr 25 Gew.-% des Natrium-5-sulfoisophthalates, bezogen auf den Ausgangsdiester, enthielt. Das Copolymer wurde zu Flocke von 1/4" (0,635 cm) geschnitten und zur Entfernung sämtlicher Spuren von Wasser getrocknet.
Polypropylenharz mit einer Schmelzflußgeschwindigkeit von 15 (Shell Co.) (Polymer-Code DX5A84U, Shell Co., Shell Plaza 1, Houston, Texas) wurde mit etwa 5 Gew.-% des kationischen modifizierten Copolymeren in einem Doppelschneckenextruder, hergestellt von Berstorff Co., vermischt. Das Zusatz-Copolymer wurde mittels eines Volmendosier-Kastenspeisers (hergestellt von Vibra Screw Inc., Totowa, N.J.) mit kontrollierter Speisegeschwindigkeit in den Hals des Doppelschneckenextruders eingespeist, um die gewünschte Zusatzstoffkonzentration zu ergeben. Die Polymermischung wurde außerdem in der Transferleitung durch statische Mischer gemischt und bei 255 ºC durch eine dreilappige 136-Loch-Spinndüse, die in zwei 68 Filamentsegmente aufgeteilt war, in einen Anblasschacht, in dem Kaltluft bei 10 ºC mit 500 ft³/min (0,236 m³/sec) hinter die Filamente geblasen wurde, extrudiert. Die Filamente wurden durch eine Lieferwalze, die sich mit einer Oberflächengeschwindigkeit von 543 yd/min (497 m/min) drehte, durch die Anblaszone gezogen und wurden anschließend mit einer nichtwäßrigen Appretur beschichtet, indem ein Ultraschall-Appreturapplikator verwendet wurde, der ähnlich war wie derjenige, wie bei Strohmaier, U.S. Patentschrift Nr. 4 431 684 beschrieben. Die Appretur war eine Mischung aus 25 Teilen Kessco PEG-200-Dilaurat (Stepan Co., Northfield, Il 60093), 15 Teilen Emery 6724 (Emery Industries, Inc., Mauldin, S.C. 29962) und 60 Teilen Nopco 2152 (Diamond Shamrock, Cleveland, Ohio 44114). Das Garn wurde mit einem Streckverhältnis von 2,9 unter Verwendung von Streckwalzen, die in einem Trockenschrank eingeschlossen waren, verstreckt, anschließend in einen Doppelaufblas-Bauschstrahl, ähnlich demjenigen, wie bei Coon, U.S. Patentschrift Nr. 3 525 134 beschrieben, weitergeführt, um zwei 1000-Denier-(15 dpf)- Garne zu bilden. Die Fasern von Beispiel 1 wurden unter Verwendung unbeheizter Trockenschrankwalzen und mit unbeheizter Luft im Bauschstrahl bearbeitet. Wie aus Tabelle 1 gesehen werden kann, ist die von diesen Garnen gezeigte Färbegeschwindigkeit nicht so hoch als wenn beheizte Trockenschrankwalzen und Heißluft im Bauschstrahl verwendet werden, wie in den sonst vergleichbaren Beispielen 2 und 3.
In Beispiel 2 wurden die Fasern auf einer Serie von Trockenschrankwalzen auf 130 ºC erhitzt, bevor sie im Bauschstrahl unter Verwendung von Luft bei 145 ºC gekräuselt wurden.
In Beispiel 3 wurde eine Probe von 1 g Garn aus Beispiel 2 zwischen zwei beheizten (138 ºC) Metallplatten mit gerade so viel Druck angeordnet, um einen Kontakt für 10 min zu gewährleisten.

BEISPIELE 4-6

Ein 2PiP-6/6,6/6-Copolymer, das die Zusammensetzung von 31 Gew.-% 2PiP-6/48 Gew.-% 6,6/21 Gew.-% 6 aufwies, wurde durch Mischen von 17,7 kg einer Lösung von 50 Gew.-% aus Nylon-6,6-Salz, 3267 g &epsi;-Caprolactam, 1,3 g 10%iger Dow- Corning-Antischaum-B-Emulsion (Dow Corning Corp., Midland, Michigan, 48640), 147 g einer Lösung, die 21,5 Gew.-% Natriumphenylphosphinat (ein Antioxidans), 3027 g Adipinsäure und 2676 g N-(2-Aminoethyl)-piperazin enthielt, in einem Autoklav und Spülen mit Stickstoff hergestellt. Das Gemisch wurde, während Dampf bei 250 psi (17,2 x 10&sup5; Pa) abgelassen wurde, auf 220 ºC erhitzt und 2 Stunden lang gehalten. Die Temperatur wurde sodann auf 260 ºC angehoben und das Gemisch eine Stunde lang auf Temperatur gehalten. Der Druck wurde während eines Zeitraums von 1 Stunde auf 1 atm (1 x 10&sup5; Pa) reduziert und das Polymer auf Trockeneis extrudiert. Anschließend wurde das Polymer in flüssigem Stickstoff abgekühlt und in einem Thomas-Schneider (Arthur A. Thomas Co., Philadelphia, Pa, Kat. Nr. 3379 K25) unter Verwendung eines Siebes von 1/8 in (3,2x10&supmin;³m) gemahlen.
Polypropylen wurde mit ungefähr 5 Gew.-% des basischen Polyamid-Copolymeren in dem Speiseabschnitt eines Schneckenextruders vermischt, wobei dasselbe Verfahren und dieselben Bedingungen, wie in den Beispielen 1-3 vorstehend beschrieben, angewendet wurden. Die Fasern von Beispiel 4 wurden unter Verwendung von unbeheizten Trockenschrankwalzen und unbeheizter Luft im Bauschstrahl bearbeitet, und die Färbegeschwindigkeit des Garn ist niedriger als in den sonst ver gleichbaren Beispielen 5 und 6, bei denen beheizte Trockenschrankwalzen und Heißluft im Bauschstrahl verwendet wurden.
In Beispiel 5 wurde das Garn auf einer Serie von Trockenschrankwalzen auf 130 ºC erhitzt, bevor es unter Verwendung eines Doppelaufblasstrahls und Luft bei 130 ºC gekräuselt wurde.
Das Garn von Beispiel 6 wurde durch Wärmenachbehandlung der Fasern von Beispiel 5 bei 138 ºC auf dieselbe Weise hergestellt, wie in Beispiel 3 vorstehend beschrieben. Die Fasern der Beispiele 1 bis 6 wurden gemäß der vorstehend beschriebenen Färbeverfahrensweise gefärbt. Die Farbstofferschöpfung und DOF in % sind in Tabelle I nachstehend angegeben. TABELLE 1 BEISPIEL % Farbstofferschöpfung
Diese Beispiele zeigen die deutliche Zunahme in der Geschwindigkeit der Farbstoffaufnahme, die als Ergebnis des Bauschverfahrens auftritt. Eine zusätzliche Zunahme in der Färbegeschwindigkeit wird durch Wärmenachbehandlung der Fasern erzielt. Durch Vergrößerung der Konzentration der zugesetzten Farbstoffaufnahmefähigkeitscopolymeren können Farbstofferschöpfungen von 100 % erzielt werden.

BEISPIEL 7

Ein Copolymer-Zusatzstoff, der die Zusammensetzung 2PiP-6/6,6 (50/50 Gew.-%) aufwies, wurde unter Anwendung einer Verfahrensweise, entsprechend denjenigen von Beispiel 4, hergestellt. Das Copolymer wurde in den Extruder eingespeist und mit Polypropylen vermischt und wurde entsprechend dem Garn von Beispiel 5 versponnen und bearbeitet. Die Stickstoffanalyse zeigte, daß das Garn 6,6 Gew.-% des Copolymer Zusatzstoffs enthielt. Eine Testfärbung mit Tectilon Blue (C.I. Acid Blue Nr. 40) ergab eine Farbstofferschöpfung von 100 % und 96 % DOF nach dem Waschen.

BEISPIEL 8

Ein Copolymer-Zusatzstoff mit derselben Zusammensetzung wie in Beispiel 4 wurde ohne Zugabe von Natriumphenylphosphinat hergestellt. Er wurde vermischt und mit Polypropylen, wie in Beispiel 7 beschrieben, versponnen. Der Gehalt an Zusatzstoff, wie bewertet durch Stickstoffanalyse des ersponnenen Garns, betrug 7,8 Gew.-%. Die Bewertung der Färbbarkeit des gebauschten Garns ergab eine Farbstofferschöpfung von 100 % und DOF in % von 98 %.

BEISPIEL 9

Der Anteil an Zusatzstoff in Beispiel 8 wurde auf 9,4 Gew.-% angehoben. Die Farbstoffbewertung des gebauschten Garns ergab eine Farbstofferschöpfung von 100 % und % DOF = 100 %.

BEISPIELE 10-12

In Beispiel 10 wurde Polypropylenharz mit etwa 10 Gew.-% des modifizierten Copolymeren, wie in Beispiel 1 beschrieben, vermischt, außer daß die Filamente bei 255 ºC ersponnen wurden, die Streckwalzen auf 130 ºC aufgeheizt waren, Luft bei 140 ºC im Bauschstrahl verwendet wurde und eine wäßrige Appretur (90 % Wasser, 10 % Schmiermittel, beschrieben in Beispiel 1) mit einem rotierenden Keramikwalzen-Applikator aufgebracht wurde. Das Spinnverfahren verschlechterte sich nach etwa 30 min aufgrund von dicken Ablagerungen auf Streckwalzen und Bauschdüse. Dies erforderte ein Abschalten der Maschine zur Reinigung.
Das Garn von Beispiel 11 wurde durch ein Verfahren hergestellt, das mit demjenigen, das in Beispiel 10 angewendet wurde, identisch war, außer daß die nichtwäßrige Appretur von Beispiel 1 verwendet wurde. Die Spinnbarkeit war ausgezeichnet, ohne beobachtete Ablagerungen auf den Streckwalzen oder auf der Bauschdüse während des Sstündigen Spinnens.
In Beispiel 12 wurde das Garn von Beispiel 11 bei 138 ºC 10 sec lang auf dieselbe Weise, wie für Beispiel 3 vorstehend beschrieben, erhitzt. Die Testergebnisse für die Färbbarkeit sind in Tabelle II nachstehend angegeben. TABELLE II BEISPIEL % FARBSTOFFERSCHÖPFUNG

BEISPIELE 13-14

Ein Copolymer von 2PiP-6/6,6, das eine Zusammensetzung von 40 Gew.-% 2PiP-6 und 60 Gew.-% Nylon-6,6 aufwies, wurde unter Anwendung desselben Verfahrens, wie in den Beispielen 4 bis 6 beschrieben, hergestellt, außer daß 18359 g 51,5%iges Nylon-6,6-Salz, 3322 g Adipinsäure und 2927 g N-(2-Aminoethyl)-piperazin mit 95 g der 21,5%igen Natriumphenylphosphinatlösung sowie 2,7 g Kupfer(II)-acetat-monohydrat und 19 g Kaliumiodid verwendet wurden. Ungefähr 10 Gew.-% dieses Copolymeren wurden mit ungefähr 90 Gew.-% des Polypropylens vermischt und durch das in Beispiel 2 beschriebene Verfahren extrudiert, außer daß die Trockenschrankwalzen-Temperatur auf 135 ºC und die Temperatur des Bauschluftstrahles auf 140 ºC eingestellt war.
In Beispiel 14 wurde das Garn von Beispiel 13 zwischen zwei beheizten Metallplatten 10 sec lang auf 138 ºC erhitzt, wie in Beispiel 3 vorstehend beschrieben.
Die Ergebnisse des Färbbarkeitstests sind in Tabelle III nachstehend zusammengefaßt: TABELLE III BEISPIEL % FARBSTOFFERSCHÖPFUNG

BEISPIEL 15

Die Garnproben der Beispiele 11 und 13 wurden unter Bildung eines 2000-Denier-Garnes verzwirnt. Das Testgarn wurde zu einem Schlingenflorteppich von 28 oz/yd² (0,94 kg/m²), 1/4 in. (0,635 cm) Florhöhe getuftet. Proben dieses Teppichs (12 in. (30,5 cm) x 30 in. (76 cm)) wurden 10 min lang in einem Ofen bei 80 º, 100 und 120 ºC erhitzt und anschließend in einem Färbebad, das 0,5 % sauren Merpacyl Blue 2GA Farbstoff (C.I. Acid Blue Nr. 40) und 0,5 % kationischen Farbstoff Sevron Red L (C.I. Basic Red Nr. 17) bei verschiedenen pH-Werten enthielt, gefärbt. Die Färbebad-Temperatur betrug 210 ºF (99 ºC), und die Färbezeit betrug ungefähr 1 Stunde. Die Farbtiefe auf der Basis von visuellen Bewertungen ist nachstehend zusammengefaßt: OFENTEMPERATUR (ºC) FARBTIEFE keine Wärme hellrot/hellblau mittelrot/mittelblau dunkelrot/dunkelblau hellorange/schwachblau dunkelorange/schwachblau

BEISPIEL 16

Ungefähr 13 Gew.-% des in Beispiel 1 beschriebenen modifizierten Copolymeren wurden mit Polypropylen vermischt und zu zwei 1000-Denier-(15 dpf)-BCF-Garnen extrudiert, wobei das in Beispiel 11 beschriebene Verfahren angewendet wurde, außer daß die verwendete Luft in dem Bauschstrahl 130 ºC hatte. Das Garn wurde zu einem Schlingenflorteppich von 25,5 oz/sq yd (0,865 kg/m²) mit einer Florhöhe von 1/4" (6,35 x 10&supmin;³m) getuftet. Der Teppich wurde in drei Abschnitte (36 in. (0,9 M) x 30 in. (0,76 m)) geschnitten. Ein Stück erhielt keine weitere Wärmebehandlung, ein zweites Stück wurde in einem Ofen bei 140 ºC 10 min lang erhitzt, und das dritte Stück wurde in einem Autoklav mit gesättigtem Dampf bei 132 ºC 1 Stunde lang behandelt. Alle drei Proben wurden mit warmem Wasser bei 71 ºC gewaschen und in einer Lösung bei pH 6, die 1,0 Gew.-% kationischen Farbstoff Sevron Blue ER (C.I. Basic Blue Nr. 77) bei 210 ºF (99 ºC) enthielt, eine Stunde lang kufengefärbt. Die Farbtiefe wurde wie folgt bewertet: ofentrockene Wärme > keine Wärmebehandlung > Autoklavendampf-Wärmebehandlung. Dies zeigt, daß eine Wärmenachbehandlung mit trockener Wärme gegenüber einer Wärmebehandlung mit Dampf bevorzugt ist.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung färbbarer Filamente, gebildet aus einer Mischung von 85 bis 96 Gew.-% isotaktischem Polypropylen, das einen Schmelzflußindex von 4 bis 45 aufweist, und 4 bis 15 Gew.-% von entweder einem statistischen Copolymeren aus Hexamethylenadipamid und einem im wesentlichen äquimolaren Gemisch aus Hexamethylendiamin und, bezogen auf das Copolymer-Endgewicht, 7 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallsalzes von 5-Sulfoisophthalsäure oder einem Derivat davon oder einem basischen statistischen Copolyamid, das das Reaktionsprodukt aus 30 bis 50 Gew.-% N-(2-Aminoethyl)-piperaziniumadipamid, 40 bis 60 Gew.-% Hexamethylenadipamid und bis zu 30 Gew.-% &epsi;-Caprolactam ist, umfassend die Schmelzextrusion eines Filaments aus einer solchen Mischung, Verstrecken des Filaments um das 2- bis 4fache seiner ursprünglichen Länge, Bauschen des so geformten verstreckten Filaments unter Verwendung eines sich schnell bewegenden erhitzten Fluids bei einer Temperatur von 105 bis 150 ºC, um ein gebauschtes Filament zu bilden, und Aufbringen einer Farbstofflösung auf das verstreckte gebauschte Filament, um ein gefärbtes Filament herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Filament eine Mischung aus Polypropylen und einem statistischen Copolymeren von Hexamethylenadipamid und im wesentlichen äquimolaren Mengen von Hexamethylendiamin und einem Alkalimetallsalz von 5-Sulfoisophthalsäure oder einem Derivat davon ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Mischung, die das Filament bildet, 90 bis 96 Gew.-% Polypropylen und 4 bis 10 Gew.-% des statistischen Copolymeren enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Farbstoff ein kationischer Farbstoff ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Filament eine Mischung von Polypropylen und einem basischen statistischen Copolyamid ist, das das Reaktionsprodukt von N-(2-Aminoethyl)-piperaziniumadipamid, Hexamethylenadipamid und gegebenenfalls &epsi;-Caprolactam ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Mischung, die das Filament bildet, 4 bis 10 Gew.-% statistisches basisches Copolyamid enthält.

7. Härtbare gebauschte schmelzextrudierte Filamente, die aus einer Mischung von 85 bis 96 Gew.-% isotaktischen Polypropylen gebildet worden sind, das einen Schmelzflußindex von 4 bis 45 aufweist, und 4 bis 15 Gew.-% von entweder einem statistischen Copolymeren von Hexamethylenadipamid und einen im wesentlichen äquimolaren Gemisch von Hexamethylenadipamid und, bezogen auf das Endgewicht des Copolymeren, 7 bis 25 Gew.-% eines Alkalimetallsalzes von 5-Sulfoisophthalsäure oder einem Derivat davon oder einem basischen statistischen Copolyamid, das das Reaktionsprodukt von 30 bis 50 Gew.-% N-(2-Aminoethyl)-piperaziniumadipamid und 40 bis 60 Gew.-% Hexamethylenadipamid und bis zu 30 Gew.-% &epsi;-Caprolactam ist, wobei die Filamente um das 2- bis 4fache ihrer ursprünglichen Länge verstreckt und anschließend gebauscht worden sind.

8. Filament nach Anspruch 7, worin das Filament eine Mischung aus Polypropylen und einem statistischen Copolymeren von Hexamethylenadipamid und im wesentlichen äquimolaren Mengen von Hexamethylendiamin und einem Alkalimetallsalz von 5-Sulfoisophthalsäure oder einem Derivat davon ist.

9. Filament nach Anspruch 8, bei dem das statistische Copolymer 10 bis 25 Gew.-% des Alkalimetallsalzes von 5-Sulfoisophthalsäure oder einem Derivat davon enthält.

10. Filament nach Anspruch 7, bei dem das Filament eine Mischung aus Polypropylen und einem basischen statistischen Copolyamid ist, das das Reaktionsprodukt von N-(2-Aminoethyl)-piperaziniumadipamid, Hexamethylenadipamid und gegebenenfalls &epsi;-Caprolacatam ist.

11. Filament nach Anspruch 10, bei dem die Mischung, die das Filament bildet, 4 bis 10 Gew.-% statistisches basisches Copolymer und 90 bis 96 Gew.-% Polypropylen enthält.