DE69610484T2 - Easily dyeable aromatic polyamide fibers containing meta bonds - Google Patents
Easily dyeable aromatic polyamide fibers containing meta bondsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern, welche mit kationischen Farben färbbar sind.The invention relates to aromatic polyamide fibers containing meta bonds which can be dyed with cationic dyes.
Aromatische Polyamidfasern, welche Metabindungen enthalten, weisen eine molekulare Struktur auf, die nahezu vollständig aus aromatischen Ringen besteht, und zeigen daher ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich Wärmebeständigkeit, Flammverzögerungsvermögen und Flammfestigkeit. Aus diesem Grund eignen sich derartige Fasern zur Verwendung als technische Materialien, für die Beständigkeit in der Wärme verlangt wird, sowie für Bekleidungs- und Innenausstattungsartikel, für die Flammverzögerungsvermögen und Flammfestigkeit als von Wichtigkeit angesehen werden; sie finden rasch zunehmende Verbreitung insbesondere auf dem Bekleidungs-, Bettwäsche- und Innenausstattungssektor, wo man sich ihr Flammverzögerungsvermögen und ihre Flammfestigkeit zunutze macht. Auf diesen Sektoren werden im allgemeinen gefärbte Fasern verwendet, und nun haben Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern zwar ausgezeichnete physikalische Eigenschaften - ihre steifen Polymerketten machen sie jedoch schwer färbbar nach herkömmlichen Methoden.Aromatic polyamide fibers containing meta bonds have a molecular structure consisting almost entirely of aromatic rings and therefore exhibit excellent properties in terms of heat resistance, flame retardancy and flame resistance. For this reason, such fibers are suitable for use as engineering materials for which heat resistance is required, as well as for clothing and interior design articles for which flame retardancy is required. and flame resistance are considered important; they are rapidly gaining popularity, particularly in the clothing, bedding and interior design sectors, where their flame retardancy and flame resistance are exploited. In these sectors, dyed fibres are generally used, and aromatic polyamide fibres containing meta bonds have excellent physical properties - however, their rigid polymer chains make them difficult to dye by conventional methods.
Es wurden bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen, die die Verwendung Metabindungen enthaltender aromatischer Polyamidfasern in diesen Bereichen ermöglichen sollen. So offenbart beispielsweise die japanische Offenlegungsschrift Nr. 50-59522 pigmentierte Fasern, die dadurch erhalten werden, daß Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern mit einem spezifischen Pigment vereinigt werden; weil aber die Vereinigung der Fasern mit dem Pigment während des Herstellungsprozesses geschieht, ergibt sich dadurch als Nachteil ein beträchtlicher Effizienzverlust bei jedem Farbwechsel, was bedeutet, daß sich das Verfahren nicht gut auf die Kleinserienfertigung anpassen läßt und mehr Zeit benötigt wird, um auf Kundenaufträge reagieren zu können. Als Mittel zur Verbesserung der färberischen Eigenschaft schlägt die japanische Offenlegungsschrift Nr. 55-21406 (US-Patent Nr. 4 278 779) ein Verfahren vor, nach dem ein mit Xylylendiamin copolymerisiertes Polymer hinzugenommen wird; weil aber eine dritte Komponente mit der Polymerkette copolymerisiert wird, müssen die Polymerisationsanlage und die Polymerlagerhaltung auf das spezielle, eingesetzte Polymer spezialisiert werden, was mit dem Problem erhöhten Kostenaufwands einhergeht. Außerdem schlägt die japanische Auslegeschrift Nr. 52-43930 (US-PS Nr. 3 695 992) polyporöse aromatische Polyamidfasern mit verbesserter färberischer Eigenschaft vor, deren Porengröße, Hohlraumvolumen und Dichte innerhalb spezifischer Bereiche liegen; indes ist die färberische Eigenschaft dieser Fasern nicht ausreichend und nachteilig sind die Schwierigkeit des Einstellens der Färbebedingungen, bedingt durch die benötigten Pigmente und organischen Färbehilfsmittel beim Färben, und die Schwierigkeit der Entsorgung der Abfallflüssigkeit nach Gebrauch.Several processes have been proposed to enable the use of aromatic polyamide fibers containing meta bonds in these fields. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 50-59522 discloses pigmented fibers obtained by combining aromatic polyamide fibers containing meta bonds with a specific pigment; but because the combination of the fibers and the pigment takes place during the manufacturing process, this has the disadvantage of a considerable loss of efficiency each time the color is changed, which means that the process is not well adapted to small-scale production and more time is needed to respond to customer orders. As a means of improving the coloring property, Japanese Patent Laid-Open No. 55-21406 (US Patent No. 4,278,779) proposes a process of adding a polymer copolymerized with xylylenediamine; However, because a third component is copolymerized with the polymer chain, the polymerization plant and polymer storage must be specialized for the specific polymer used, which brings with it the problem of increased costs. In addition, Japanese Patent Application No. 52-43930 (US Patent No. 3,695,992) proposes polyporous aromatic polyamide fibers with improved dyeing properties, whose pore size, void volume and density are within specific ranges; however, the dyeing property of these fibres is not sufficient and disadvantages include the difficulty of adjusting the dyeing conditions due to the pigments and organic dyeing agents required during dyeing and the difficulty of disposing of the waste liquid after use.
Weiter wurde zum Beispiel in der japanischen Auslegeschrift Nr. 44-11168 (US-Patent Nr. 3 506 990) ein Metabindungen enthaltendes aromatisches Polyamid vorgeschlagen, hergestellt durch Copolymerisation mit einer Verbindung, die eingeführte Sulfonatgruppen aufweist. Dieses Polymer hat jedoch gewisse Nachteile, so etwa die, daß die Reinigung des Ausgangsmaterials sehr schwierig ist, und es unmöglich ist, ein stabiles Polymer mit dem notwendigen Polymerisationsgrad und Weißgrad zu erhalten. Weiter findet sich die Herstellung von aromatischen Polyamiden, die durch Copolymerisation mit Natriumsulfonatgruppen enthaltenden Komponenten gewonnen werden, in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 48-96827 und Nr. 51-26320 und in den US-Patentschriften Nr. 3 039 990, 3 142 662 und 3 409 596 offenbart. Zwar werden aromatische Polyamide allgemein durch Umsetzen eines Dicarbonsäurehalogenids mit einem Diamin hergestellt; bei Anwesenheit von Natriumsulfonatgruppen aber reagieren diese mit dem Säurehalogenid und machen es dadurch unmöglich, ein Polymer mit zufriedenstellenden physikalischen Eigenschaften zu erhalten.Further, for example, in Japanese Laid-Open Publication No. 44-11168 (US Patent No. 3,506,990), a meta-bond-containing aromatic polyamide prepared by copolymerization with a compound having sulfonate groups introduced therein was proposed. However, this polymer has certain disadvantages such that purification of the starting material is very difficult and it is impossible to obtain a stable polymer having the necessary degree of polymerization and whiteness. Further, the preparation of aromatic polyamides obtained by copolymerization with sodium sulfonate group-containing components is disclosed in Japanese Laid-Open Publication No. 48-96827 and No. 51-26320 and in US Patent Nos. 3,039,990, 3,142,662 and 3,409,596. Although aromatic polyamides are generally prepared by reacting a dicarboxylic acid halide with a diamine, in the presence of sodium sulfonate groups, these react with the acid halide and thus make it impossible to obtain a polymer with satisfactory physical properties.
Die EP-A-0 212 948 offenbart ein Verfahren zum Färben aromatischer Fasern in einem tiefen Farbton. Zu diesem Zweck wird eine große Menge an Tensiden in die Fasern mit aufgenommen. Eines der empfohlenen Tenside ist Isopropylammoniumdodecylbenzolsulfonat.EP-A-0 212 948 discloses a process for dyeing aromatic fibers in a deep shade. For this purpose, a large amount of surfactants is incorporated into the fibers. One of the recommended surfactants is isopropylammonium dodecylbenzenesulfonate.
Im Zusammenhang mit der vorstehend aufgezeigten Problematik des Standes der Technik liegt eine Aufgabe der Erfindung darin, auf kostengünstigem und einfachem Wege Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern mit ausgezeichneten färberischen Eigenschaften bereitzustellen, die auf dem Bettwäsche-, Bekleidungs- und Innenausstattungssektor Verwendung finden können. Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, werden erfindungsgemäß Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern bereitgestellt, welche mit kationischen Farben leicht färbbar sind, wobei die Fasern aus einer Zusammensetzung bestehen, die ein Metabindungen enthaltendes aromatisches Polyamid umfaßt, das mindestens ein Alkyl-Benzolsulfonsäureoniumsalz beinhaltet, welches ausgewählt ist aus der aus Tetrabutylphosphonium-hexylbenzolsulfonat, Tributylbenzylphosphonium-hexylbenzolsulfonat, Tetraphenylphosphonium-dodecylbenzolsulfonat, Tributylphenylphosphonium-dodecylbenzolsulfonat, Tetrabutylphosphonium-dodecylbenzolsulfonat und Tributylbenzylammonium-dodecylbenzolsulfonat bestehenden Gruppe.In connection with the problems of the prior art outlined above, one object of the invention is to provide, in a cost-effective and simple manner, aromatic polyamide fibers containing meta bonds with excellent dyeing properties that can be used in the bed linen, clothing and interior design sectors. In order to achieve the above object, the invention provides meta-bond-containing aromatic polyamide fibers which are easily dyeable with cationic dyes, wherein the fibers consist of a composition comprising meta-bond-containing aromatic polyamide containing at least one alkylbenzenesulfonic acid onium salt, which is selected from the group consisting of tetrabutylphosphonium hexylbenzenesulfonate, tributylbenzylphosphonium hexylbenzenesulfonate, tetraphenylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tributylphenylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate.
Das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid, welches für die vorliegende Erfindung zur Verwendung kommt, besteht aus aromatischen Ringen, die das Hauptgerüst bilden und Amidbindungen in der Meta-Stellung aufweisen. Besonders bevorzugt aus der Reihe derartiger Metabindungen enthaltender aromatischer Polyamide ist Poly-m-phenylenisophthalamid, welches aus Struktureinheiten der folgenden chemischen Formel besteht.The meta-bond-containing aromatic polyamide used in the present invention consists of aromatic rings which form the main skeleton and have amide bonds in the meta position. Particularly preferred from the series of such meta-bond-containing aromatic polyamides is poly-m-phenyleneisophthalamide which consists of structural units of the following chemical formula.
Das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid kann auch ein Copolymer sein, welches weniger als 15 mol-% einer dritten Komponente umfaßt.The meta-bond-containing aromatic polyamide may also be a copolymer comprising less than 15 mol% of a third component.
Bei bevorzugten Fasern sind mindestens 85 mol-% der Struktureinheiten des Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamids von Poly-m-phenylenisophthalamid, bestehend aus den Struktureinheiten der obigen chemischen Formel, gebildet.In preferred fibers, at least 85 mol% of the structural units of the meta-bond-containing aromatic polyamide are formed from poly-m-phenylene isophthalamide consisting of the structural units of the above chemical formula.
Bei den die dritte Komponente bildenden Monomeren kann es sich um aromatische Diamin-Komponenten handeln, so etwa para-Phenylendiamin, 3,4'-Diaminodiphenylether, 4,4'-Diaminodiphenylether, para-Xylylendiamin, Biphenylendiamin, 3,3'-Dichlorbenzidin, 3,3'-Dimethylbenzidin, 3,4'-Diaminodiphenylmethan, 4,4'-Diaminodiphenylmethan, 1, 5-Naphthalindiamin; und bei den Säurekomponenten um aromatische Dicarbonsäuren, beispielsweise Terephthalsäure, Naphthalin-2, 6-dicarbonsäure, Naphthalin-2, 7- dicarbonsäure, wobei Terephthalsäure besonders bevorzugt wird. Diese aromatischen Diamine und aromatischen Dicarbonsäuren können einen Teil der Wasserstoffatome an ihren aromatischen Ringen mit Halogenatomen oder Alkylgruppen, z. B. Methyl, substituiert haben.The monomers forming the third component can be aromatic diamine components, such as para-phenylenediamine, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, para-xylylenediamine, biphenylenediamine, 3,3'-dichlorobenzidine, 3,3'-dimethylbenzidine, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 1,5-naphthalenediamine; and the acid components can be aromatic dicarboxylic acids, for example terephthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, naphthalene-2,7-dicarboxylic acid, with terephthalic acid being particularly preferred. These aromatic diamines and aromatic dicarboxylic acids can have some of the hydrogen atoms on their aromatic rings replaced by halogen atoms or alkyl groups, e.g. B. Methyl, substituted.
Diese Art von Metabindungen enthaltendem aromatischem Polyamid kann durch allgemein bekannte Grenzflächenpolymerisations- oder Niedertemperatur-Lösungspolymerisationsverfahren hergestellt werden. Der Polymerisationsgrad des Polymers, ausgedrückt in der Grenzviskosität (Intrinsic Viscosity IV) einer 0,5 g/100 ml-Lösung in N-Methyl-2-pyrrolidon bei 30ºC, beträgt bevorzugt 1,3 bis 1,9 dl/g.This type of meta-bond-containing aromatic polyamide can be prepared by well-known interfacial polymerization or low-temperature solution polymerization methods. The degree of polymerization of the polymer, expressed in the intrinsic viscosity (IV) of a 0.5 g/100 ml solution in N-methyl-2-pyrrolidone at 30°C, is preferably 1.3 to 1.9 dl/g.
Das mit dem Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamid kombinierte Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalz ist eine Verbindung, die ausgewählt ist aus Tetrabutylphosphoniumhexylbenzolsulfonat, Tributylbenzylphosphoniumhexylbenzolsulfonat, Tetraphenylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat, Tributylphenylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat, Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat. Aus der Reihe der genannten werden Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat wegen ihrer leichten Verfügbarkeit, ausgezeichneten thermischen Stabilität und guten Löslichkeit in Dimethylacetoamid und N-Methyl-2-pyrrolidon, die gute Lösungsmittel für das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid darstellen, besonders bevorzugt.The alkylbenzenesulfonic acid onium salt combined with the meta-bond-containing aromatic polyamide is a compound selected from tetrabutylphosphonium hexylbenzenesulfonate, tributylbenzylphosphonium hexylbenzenesulfonate, tetraphenylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tributylphenylphosphonium dodecylbenzenesulfonate, tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate. Among them, tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate are particularly preferred because of their easy availability, excellent thermal stability and good solubility in dimethylacetoamide and N-methyl-2-pyrrolidone, which are good solvents for the meta-bond-containing aromatic polyamide.
Um eine geeignete Wirkung auf die färberische Eigenschaft zu erhalten, beträgt die Menge des mit dem Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamid zu kombinierenden Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalzes bevorzugt zwischen 2,8 und 7,0 mol-%, noch bevorzugter zwischen 3,5 und 7,0 mol-%, bezogen auf die Struktureinheiten des Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamids. Mit weniger als 2,8 mol-% kann eine geeignete verbessernde Wirkung auf die färberische Eigenschaft möglicherweise nicht erzielt werden, während mehr als 7,0 mol-% die Einzelfilamente anfälliger gegen Bruch während des Faserherstellungsprozesses machen kann.In order to obtain an appropriate effect on the dyeing property, the amount of the alkylbenzenesulfonic acid onium salt to be combined with the meta-bond-containing aromatic polyamide is preferably between 2.8 and 7.0 mol%, more preferably between 3.5 and 7.0 mol%, based on the structural units of the meta-bond-containing aromatic polyamide. With less than 2.8 mol%, an appropriate improving effect on the dyeing property may not be obtained, while more than 7.0 mol% may make the single filaments more susceptible to breakage during the fiber manufacturing process.
Die die erfindungsgemäßen Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamidfasern bildende Zusammensetzung, welche das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid mit dem Oniumalkylbenzolsulfonat umfaßt, enthält bevorzugt ferner ein halogenhaltiges Alkylphosphat oder ein halogenhaltiges Phenylphosphat (im folgenden unter dem Ausdruck "halogenhaltiges Alkyl-(Phenyl-)Phosphat" zusammengefaßt). Die Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamidfasern, welche aus einer derartigen Zusammensetzung hergestellt sind, weisen noch herausragendere färberische Eigenschaften auf.The composition forming the meta-bond-containing aromatic polyamide fibers of the invention, which comprises the meta-bond-containing aromatic polyamide with the onium alkylbenzenesulfonate, preferably further contains a halogen-containing alkyl phosphate or a halogen-containing phenyl phosphate (hereinafter referred to as "halogen-containing Alkyl (phenyl) phosphate"). The meta-bond-containing aromatic polyamide fibers made from such a composition have even more outstanding dyeing properties.
Als halogenhaltige Alkyl-(Phenyl-)Phosphate lassen sich beispielhaft nennen Verbindungen wie Tris-(β-chloropropyl)- phosphat, Tris-(2, 3-dichloropropyl)-phosphat, Tris-(chloroethyl)-phosphat, Phenyldichloropropylphosphat und Tris- (dichlorophenyl)-phosphat. Während für diese Verbindungen gefunden wurde, daß sie praktisch keine die färberische Eigenschaft verbessernde Wirkung zeigen, wenn allein mit Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamiden kombiniert, so zeigen sie doch eine spezifische, die färberische Eigenschaft verbessernde Wirkung, wenn sie in Verbindung mit einem Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalz verwendet werden.Examples of halogen-containing alkyl (phenyl) phosphates include compounds such as tris-(β-chloropropyl) phosphate, tris-(2, 3-dichloropropyl) phosphate, tris-(chloroethyl) phosphate, phenyldichloropropyl phosphate and tris-(dichlorophenyl) phosphate. While these compounds have been found to have practically no effect on improving the coloring properties when combined alone with aromatic polyamides containing meta bonds, they do show a specific effect on improving the coloring properties when used in conjunction with an alkylbenzenesulfonic acid onium salt.
Der Anteil des halogenhaltigen Alkyl-(Phenyl-)Phosphats in dem Polymer beträgt bevorzugt 0,5 bis 5,0 Gew.-%, noch bevorzugter 1,8 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid. Mit weniger als 0,5 Gew.-% wird der spezifische, die färberische Eigenschaft verbessernde Effekt möglicherweise nicht erzielt, und bei mehr als 5 Gew.-% kann es zum Auftreten von Farbflecken während des Färbeprozesses kommen, während der die färberische Eigenschaft verbessernde Effekt keine so große Steigerung mehr erfährt.The proportion of the halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate in the polymer is preferably 0.5 to 5.0% by weight, more preferably 1.8 to 5.0% by weight, based on the meta-bond-containing aromatic polyamide. With less than 0.5% by weight, the specific dyeing property-improving effect may not be achieved, and with more than 5% by weight, color spots may occur during the dyeing process, while the dyeing property-improving effect is no longer increased so much.
Die obenerwähnte Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidzusammensetzung, welche die erfindungsgemäßen, Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamidfasern bildet, enthält bevorzugt ferner einen UV-Absorber. Aus einer derartigen Zusammensetzung hergestellte Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern weisen nicht nur noch herausragendere färberische Eigenschaften auf, sondern vermitteln dem gefärbten Produkt auch ausgezeichnete Lichtbeständigkeit oder Lichtechtheit.The above-mentioned meta-bond-containing aromatic polyamide composition which forms the meta-bond-containing aromatic polyamide fibers of the present invention preferably further contains a UV absorber. Meta-bond-containing aromatic polyamide fibers produced from such a composition not only have even more excellent coloring properties, but also provide the dyed product with excellent light resistance or lightfastness.
Der UV-Absorber ist bevorzugt eine ultraviolette Strahlung absorbierende Verbindung der Benzotriazol-Klasse. Dies begründet sich darin, daß Metabindungen enthaltende aromatische Polyamide UV-Absorption im Bereich von 340 bis 360 nm zeigen und bei den meisten Benzotriazol-basierten Verbindungen die Wellenlängen des Absorptionsmaximums in diesem Bereich liegen.The UV absorber is preferably an ultraviolet radiation absorbing compound of the benzotriazole class. This is because aromatic polyamides containing meta bonds show UV absorption in the range of 340 to 360 nm and for most benzotriazole-based compounds the wavelengths of the absorption maximum are in this range.
Bekanntlich erfahren Metabindungen enthaltende aromatische Polyamide - als Folge ihrer Molekülstruktureigenschaften - eine erhebliche Vergilbung unter der Einwirkung von Lichtstrahlen. Das bedeutet, daß, selbst wenn die färberische Eigenschaft verbessert wird, so daß fein gefärbte Fasern erhalten werden können, deren Wert als marktfähige gefärbte Fasern um die Hälfte gemindert wird, wenn sich der Farbton nach dem Färben infolge Vergilbung ändert. Durch das Kombinieren von hervorragender Lichtechtheit mit der hervorragenden färberischen Eigenschaft erfährt ihr Wert als Metabindungen enthaltende aromatische Polyamidfasern mit verbesserter färberischer Eigenschaft also eine merkliche Steigerung.It is known that aromatic polyamides containing meta bonds undergo considerable yellowing under the action of light rays as a result of their molecular structure properties. This means that even if the dyeing property is improved so that finely dyed fibers can be obtained, their value as marketable dyed fibers is reduced by half if the color tone changes after dyeing due to yellowing. Thus, by combining excellent light fastness with the excellent dyeing property, their value as aromatic polyamide fibers containing meta bonds with improved dyeing property is noticeably increased.
Bevorzugte Beispiele für UV-absorbierende Verbindungen auf Benzotriazol-Basis umfassen 2-(5-Methyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-[2-Hydroxy-3,5-bis-(α,α'-dimethylbenzyl)-phenyl] - 2H-benzotriazol, 2-(3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazol, 2-(3-t-Butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazol, 2-(3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl-5-chlorobenzoazol und 2-(3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazol. Aus der Reihe der genannten wird 2-[2-Hydroxy-3, 5-bis-(α,α'-dimethylbenzyl)- phenyl]-2H-benzotriazol wegen seiner Wärmebeständigkeit und guten Löslichkeit in Dimethylacetoamid und N-Methyl-2-pyrrolidon, die gute Lösungsmittel für das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid sind, besonders bevorzugt.Preferred examples of benzotriazole-based UV-absorbing compounds include 2-(5-methyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazole, 2-[2-hydroxy-3,5-bis-(α,α'-dimethylbenzyl)-phenyl]-2H-benzotriazole, 2-(3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazole, 2-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazole, 2-(3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl-5-chlorobenzoazole and 2-(3,5-di-t-amyl-2-hydroxyphenyl)-benzotriazole. Of these, 2-[2-hydroxy-3,5-bis-(α,α'-dimethylbenzyl)-phenyl]-2H-benzotriazole is preferred because of its heat resistance and good solubility in dimethylacetoamide. and N-methyl-2-pyrrolidone, which are good solvents for the aromatic polyamide containing meta bonds are particularly preferred.
Die Zugabemenge des UV-Absorbers beträgt bevorzugt 2,0 bis 6,0 Gew.-%, im besonderen 3,0 bis 5,0 Gew.-%, bezogen auf das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid. Wenn die Menge kleiner ist als 2,0 Gew.-%, so wird sich der Antigilbungseffekt möglicherweise nicht manifestieren, während eine Zugabe von mehr als 6,0 Gew.-% möglicherweise zu keiner weitergehenden Verbesserung des Antigilbungseffekts führt, die Verarbeitbarkeit der Fasern während des Herstellungsprozesses aber verschlechtern kann.The addition amount of the UV absorber is preferably 2.0 to 6.0 wt.%, particularly 3.0 to 5.0 wt.%, based on the meta-bond-containing aromatic polyamide. If the amount is less than 2.0 wt.%, the anti-yellowing effect may not be manifested, while an addition of more than 6.0 wt.% may not lead to any further improvement in the anti-yellowing effect, but may deteriorate the processability of the fibers during the manufacturing process.
Das Vermischen des Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamids mit dem Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalz, halogenhaltigen Alkyl-(Phenyl-)Phosphat und UV-Absorber kann nach einem Verfahren erfolgen, bei dem das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid zu einem Lösungsmittel gegeben und mit diesem gemischt wird, um eine Lösung herzustellen, zu der Lösungen des Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalzes, halogenhaltigen Alkyl- (Phenyl-)Phosphats und UV-Absorbers, jeweils in geeigneten Lösungsmitteln, hinzugegeben und eingemischt werden, oder nach einem alternativen Verfahren, bei dem das Metabindungen enthaltende aromatische Polyamid, das Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalz, das halogenhaltige Alkyl-(Phenyl-)Phosphat und der UV- Absorber zu einer Mischung vereinigt werden, die dann in einem Lösungsmittel in Lösung gebracht wird. Die auf diese Weise erhaltene Formgebungslösung kann sodann nach einem allgemein bekannten Verfahren zu Fasern geformt werden.The mixing of the meta-bond-containing aromatic polyamide with the alkylbenzenesulfonic acid onium salt, halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate and UV absorber can be carried out by a method in which the meta-bond-containing aromatic polyamide is added to and mixed with a solvent to produce a solution to which solutions of the alkylbenzenesulfonic acid onium salt, halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate and UV absorber, each in suitable solvents, are added and mixed, or by an alternative method in which the meta-bond-containing aromatic polyamide, the alkylbenzenesulfonic acid onium salt, the halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate and the UV absorber are combined to form a mixture which is then dissolved in a solvent. The molding solution thus obtained can then be formed into fibers by a generally known method.
Ein Beispiel für ein typisches Faserherstellungsverfahren umfaßt die Zugabe des Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalzes, halogenhaltigen Alkyl-(Phenyl-)Phosphats und des UV-Absorbers der Benzotriazolklasse zu einer N-Methyl-2-pyrrolidon-Lösung, welche ein Poly-m-phenylenisophthalamid-Polymer enthält, um eine Formgebungslösung herzustellen. Die Formgebungslösung wird durch eine Düse in eine wäßrige anorganische Lösung, deren Hauptbestandteil Calciumchlorid ist, extrudiert, nach dem Koagulieren und Waschen mit Wasser verstreckt und dann mit Hilfe einer Heizplatte bei 300 bis 325ºC weiter verstreckt und kristallisiert und schließlich mit einer Präparation versehen, um die Fasern zu komplettieren. Für Stapelfasern werden sie gekräuselt, geschnitten und dann gesponnen, um leicht färbbare Spinnfasern zu erhalten.An example of a typical fiber manufacturing process includes the addition of the alkylbenzenesulfonic acid onium salt, halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate and the UV absorber of the Benzotriazole class to an N-methyl-2-pyrrolidone solution containing a poly-m-phenyleneisophthalamide polymer to prepare a molding solution. The molding solution is extruded through a nozzle into an aqueous inorganic solution whose main component is calcium chloride, drawn after coagulation and washing with water, and then further drawn and crystallized by means of a hot plate at 300 to 325ºC and finally provided with a finish to complete the fibers. For staple fibers, they are crimped, cut and then spun to obtain easily dyeable staple fibers.
Die auf die oben beschriebene Art und Weise erhaltenen leicht färbbaren, Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamidfasern gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen hervorragende färberische Eigenschaften und Lichtechtheit ohne Verlust an der ausgezeichneten Wärmebeständigkeit, Flammverzögerungswirkung und Flammfestigkeit der originalen, Metabindungen enthaltenden aromatischen Polyamidfasern, und können daher wirksam für Bekleidung, Bettwäsche und Innenausstattungsartikel, die gefärbt werden sollen, Anwendung finden. Im besonderen bewirkt die Hinzunahme des halogenhaltigen Alkyl-(Phenyl-)Phosphats gegenüber der Zugabe des Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalzes allein eine weitere Verbesserung des Flammhemmvermögens, bei gleichzeitiger drastischer Verbesserung der färberischen Eigenschaften und Senkung der Färbekosten, und die Hinzunahme des UV-Absorbers, im besonderen einer Ultraviolettstrahlen absorbierenden Verbindung vom Benzotriazoltyp, führt zu einer drastischen Verbesserung der Lichtechtheit, wodurch es möglich wird, die Fasern auf dem Bekleidungs-, Bettwäsche- und Innenausstattungssektor in gleicher Weise anzuwenden wie bestehende, allgemein bekannte Fasern.The easily dyeable meta-bond-containing aromatic polyamide fibers according to the present invention obtained in the above-described manner exhibit excellent dyeing properties and light fastness without losing the excellent heat resistance, flame retardancy and flame resistance of the original meta-bond-containing aromatic polyamide fibers, and therefore can be effectively applied to clothing, bedding and interior articles to be dyed. In particular, the addition of the halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate results in a further improvement in flame retardancy compared to the addition of the alkylbenzenesulfonic acid onium salt alone, while at the same time dramatically improving the dyeing properties and reducing the dyeing costs, and the addition of the UV absorber, in particular an ultraviolet ray absorbing compound of the benzotriazole type, results in a drastic improvement in light fastness, which makes it possible to use the fibers in the clothing, bedding and interior design sectors in the same way as existing, well-known fibers.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele näher erläutert. Die gemessenen Werte in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden nach folgenden Methoden erhalten. 1. Färberische EigenschaftThe invention is explained in more detail below using the examples. The measured values in the examples and comparative examples were obtained using the following methods. 1. Coloring properties
Gekräuselte Fasern wurden gemeinsam auf 50 mm abgelängt und bei 30ºC 90 Minuten lang unter Verwendung einer Färbelösung gefärbt, welche Estrol Navy Blue N-RL (Produkt der Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in einem Anteil von 8% nach Fasergewicht, 0,3 g/l Essigsäure und 25 g/l Natriumnitrat umfaßte, und zwar in Verhältnis von Faser zu Färbelösung (Flottenverhältnis) von 1 : 40; im Anschluß daran wurde eine 1 g/l Hydrosulfit, 1 g/l Amiladin D (Produkt der Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) und 1 g/l Natriumhydroxid umfassende Lösung in einem Flottenverhältnis von 1 : 40 verwendet, um eine Reduktionswaschbehandlung bei 80ºC für 30 Minuten durchzuführen, gefolgt von Waschen mit Wasser und Trocknen. Eine Menge von 1,3 g der Fasern wurde in eine Zelle mit einem Durchmesser von 31 mm und einer Tiefe von 13 mm gepackt, und es wurde ein spektralphotometrisches Farbmeßgerät vom Typ CM-2002 Minolta verwendet, um eine Farbmessung unter einem Beobachtungswinkel von 10º mit Lichtquelle D76 und regulärer Reflexionseliminierung durchzuführen, wobei der Wert L* als Index für die färberische Eigenschaft verwendet wurde.Crimped fibers were cut together to 50 mm and dyed at 30ºC for 90 minutes using a dyeing solution comprising Estrol Navy Blue N-RL (product of Sumitomo Chemical Co., Ltd.) in an amount of 8% by fiber weight, 0.3 g/L of acetic acid and 25 g/L of sodium nitrate in a fiber to dyeing solution ratio (liquor ratio) of 1:40, followed by using a solution comprising 1 g/L of hydrosulfite, 1 g/L of amiladin D (product of Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and 1 g/L of sodium hydroxide in a liquor ratio of 1:40 to carry out a reduction washing treatment at 80ºC for 30 minutes, followed by washing with water and drying. A quantity of 1.3 g of the fibers was packed into a cell with a diameter of 31 mm and a depth of 13 mm, and a spectrophotometric colorimeter of the type CM-2002 Minolta was used to carry out color measurement at an observation angle of 10º with light source D76 and regular reflection elimination, using the value L* as an index of coloring property.
Das Polymer wurde in N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP) gelöst auf Erhalt einer Konzentration von 0,5 g/100 ml; es wurde ein Ostwaldsches Viskosimeter verwendet, um eine Messung bei 30ºC durchzuführen.The polymer was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to obtain a concentration of 0.5 g/100 ml; an Ostwald viscometer was used to perform a measurement at 30ºC.
Die Feinheit der Fasern wurde nach JIS-L-1015 bestimmt.The fineness of the fibers was determined according to JIS-L-1015.
Die Zugfestigkeit der Fasern wurde in Einklang mit JIS-L-1074 gemessen, unter Verwendung einer 20 mm langen Probe, einer anfänglichen Belastung von 1/20 g/l,1 dtex (1 den) und einer Dehnungsrate von 20 mm/min.The tensile strength of the fibers was measured in accordance with JIS-L-1074 using a 20 mm long sample, an initial load of 1/20 g/l, 1 dtex (1 den), and an elongation rate of 20 mm/min.
Als Standard-Schwefelprobe werden 0,1 cm³ einer wäßrigen (NH&sub4;)&sub2;SO&sub4;-Lösung bekannter Konzentration auf ein Testfilterpapier getropft, und es wird eine Eichkurve erstellt, basierend auf einer quantitativen Röntgenfluoreszenzanalyse nach Vakuumtrocknung. Eine Fasermenge von ca. 50 mg und ca. 20 mg Calciumchlorid werden in 5,0 cm³ NMP durch Erhitzen bei 110ºC für 1 Stunde in Lösung gebracht, und nachdem eine Standardmenge (0,1 cm³) auf das Testfilterpapier getropft wurde, wird im Vakuum getrocknet. Die Probe wird dann mittels Röntgenfluoreszenzanalyse einer quantitativen Analyse unterzogen, die Schwefelkonzentration der Fasern wird auf Basis der zuvor erstellten Eichkurve berechnet und das Ergebnis in den Gehalt umgewandelt, mit der Annahme, daß der gesamte Schwefel von dem Alkylbenzolsulfonsäureoniumsalz stammt.As a standard sulfur sample, 0.1 cm3 of an aqueous (NH4)2SO4 solution of known concentration is dropped onto a test filter paper, and a calibration curve is prepared based on quantitative X-ray fluorescence analysis after vacuum drying. A quantity of fiber of about 50 mg and about 20 mg of calcium chloride are dissolved in 5.0 cm3 of NMP by heating at 110ºC for 1 hour, and after dropping a standard quantity (0.1 cm3) onto the test filter paper, it is dried in vacuum. The sample is then subjected to quantitative analysis by X-ray fluorescence analysis, the sulfur concentration of the fibers is calculated based on the calibration curve prepared previously, and the result is converted into the content, assuming that all the sulfur comes from the alkylbenzenesulfonic acid onium salt.
In der gleichen Weise wie im vorstehenden beschrieben wird eine Eichkurve erstellt, indem eine Standard-Phosphorprobe bekannter Konzentration einer Röntgenfluoreszenzanalyse unterzogen wird; die Phosphorkonzentration der Fasern wird berechnet und das Ergebnis in den Gehalt umgewandelt, mit der Annahme, daß der gesamte Phosphor von dem Alkyl-(Phenyl-)Phosphat herrührt.In the same manner as described above, a calibration curve is prepared by subjecting a standard phosphorus sample of known concentration to X-ray fluorescence analysis; the phosphorus concentration of the fibers is calculated and the result is converted to the content, assuming that all the phosphorus comes from the alkyl (phenyl) phosphate.
Ca. 20 mg einer Probe, die bei 105ºC für 60 Minuten getrocknet wurde, werden in ein Teströhrchen (120 mm · 10 mm Q~, Pyrex) eingemessen, hierzu werden 4 ml konzentrierte Salzsäure gegeben, und das Röhrchen wird dicht verschlossen. Das dicht verschlossene Röhrchen wird bei 130ºC ca. 6 Stunden lang erhitzt, um eine Hydrolyse durchzuführen. Nach beendeter Hydrolyse wird das verschlossene Röhrchen auf Raumtemperatur abgekühlt und geöffnet. Der gesamte Inhalt des Teströhrchens wird sodann in einen 50 ml-Scheidetrichter überführt, es werden 5 ml Chloroform hinzugegeben, und das Gemisch wird geeignet geschüttelt und stehen gelassen; anschließend wird die Chloroform-Phase entfernt. Dieser Extraktionsvorgang mit Chloroform wird dreimal wiederholt, alle Chloroform-Phasen werden vereinigt und auf 2 bis 3 ml eingeengt und die Lösung sodann einer flüssigkeitschromatographischen (LC-)Analyse unterzogen. Getrennt hiervon wird eine Probe für eine Eichkurve hergestellt, die nach demselben Verfahren erhalten wird wie im vorstehenden beschrieben. Die Eichkurve wird zum Quantifizieren der Benzotriazol-basierten Verbindung in der Probe verwendet.Approximately 20 mg of a sample dried at 105ºC for 60 minutes is measured into a test tube (120 mm x 10 mm Q~, Pyrex), 4 ml of concentrated hydrochloric acid is added and the tube is tightly sealed. The tightly sealed tube is heated at 130ºC for about 6 hours to carry out hydrolysis. After hydrolysis is complete, the sealed tube is cooled to room temperature and opened. The entire contents of the test tube are then transferred to a 50 ml separatory funnel, 5 ml of chloroform is added and the mixture is suitably shaken and allowed to stand, after which the chloroform phase is removed. This extraction procedure with chloroform is repeated three times, all chloroform phases are combined and concentrated to 2 to 3 ml, and the solution is then subjected to liquid chromatography (LC) analysis. Separately, a sample is prepared for a calibration curve, which is obtained by the same procedure as described above. The calibration curve is used to quantify the benzotriazole-based compound in the sample.
Es werden ca. 2 g Probe (gekräuselt und auf 38 bis 76 mm abgelängt) genommen und mit einer Handkratze aufgelöst. Die aufgelöste Probe wird auf einem Träger auf eine Breite von 18 bis 22 mm und eine Dicke von 2 bis 3 mm befestigt, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Träger wird auf einen Metallkolben gesetzt. Der Metallkolben wird in ein Belichtungsgerät (Model CF-20 N, Produkt der Shimazu Laboratories) gegeben und für die Dauer einer vorgeschriebenen Zeit mit einem Lichtbogenstrom von 15 bis 17 A bestrahlt, bei einer Innentemperatur von 42 bis 45ºC. Die Bewertung erfolgt visuell durch Vergleich des Unterschieds im Grad der Farbänderung der "belichteten" und "unbelichteten" Flächen der bestrahlten Probe gegenüber dem Unterschied in der Farbänderung eines zu gleicher Zeit belichteten Blaumaßstabs (JIS L0841, Produkt der Japan Standards Association).Approximately 2 g of sample (curled and cut to 38 to 76 mm) is taken and dissolved with a hand scraper. The dissolved sample is fixed on a carrier to a width of 18 to 22 mm and a thickness of 2 to 3 mm as shown in Fig. 1. The carrier is placed on a metal bulb. The metal bulb is placed in an exposure device (Model CF-20 N, product of Shimazu Laboratories) and irradiated for a prescribed time with an arc current of 15 to 17 A at an internal temperature of 42 to 45ºC. Evaluation is made visually by comparing the difference in Degree of color change of the "exposed" and "unexposed" areas of the irradiated sample compared to the difference in color change of a blue scale exposed at the same time (JIS L0841, product of the Japan Standards Association).
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst und weiter mit 3,6 g Phosphoniumdodecylbenzolsulfonat gemischt; die Lösung wurde einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide with an IV value of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP and further mixed with 3.6 g of phosphonium dodecylbenzenesulfonate; the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution.
Die Spinnlösung wurde auf 85ºC erhitzt und dann zum Naßspinnen in ein Spinnbad verwendet, unter Verwendung einer Spinndüse mit 200 Düsenlöchern, jeweils mit einem Durchmesser von 0,07 mm. Das Spinnbad hatte folgende Zusammensetzung: 40 Gew.-% Calciumchlorid, 5 Gew.-% NMP und 55 Gew.-% Wasser, und die Temperatur des Spinnbades betrug 85ºC. Die Filamente wurden über eine Strecke von ca. 100 cm durch das Spinnbad geleitet und mit einer Geschwindigkeit von 6,2 m/min abgezogen. Die Filamente wurden dann mit Wasser gewaschen, mit einem Verstreckungsverhältnis von 2,4 in 95ºC heißem Wasser gestreckt und unter Verwendung einer Walze bei 200ºC getrocknet, um anschließend mit einem Streckverhältnis von 1,75 mit Hilfe einer Heizplatte bei 320ºC verstreckt zu werden, um so gestreckte Filamente mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente zu erhalten. Das Gesamt- Streckverhältnis betrug 4,2.The spinning solution was heated to 85ºC and then used for wet spinning in a spinning bath using a spinneret with 200 nozzle holes, each with a diameter of 0.07 mm. The spinning bath had the following composition: 40 wt% calcium chloride, 5 wt% NMP and 55 wt% water, and the temperature of the spinning bath was 85ºC. The filaments were passed through the spinning bath over a distance of approximately 100 cm and drawn off at a speed of 6.2 m/min. The filaments were then washed with water, drawn at a draw ratio of 2.4 in 95°C water, dried using a roller at 200°C, and then drawn at a draw ratio of 1.75 using a hot plate at 320°C to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments. The total draw ratio was 4.2.
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst und weiter mit einer Lösung von 3,6 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat in 2 g NMP gemischt; die Lösung wurde einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Naßspinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP and further mixed with a solution of 3.6 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate in 2 g of NMP; the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for wet spinning and drawing using the same procedure as described in Example 1 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
5,7 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.5.7 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate was dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing using the same procedure as described in Example 1 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
2,7 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.2.7 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate were dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenylene isophthalamide with an IV value of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing, using the same procedure as described in Example 1. to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 den)/200 filaments.
6,0 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 1 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.6.0 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate was dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenyleneisophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for drawing, using the same procedure as described in Example 1, to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
Die Meßergebnisse für die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen 1 bis 5 gewonnenen Fasern zeigt die untenstehende Tabelle 1. Für alle Fasern aus diesen Beispielen wurden zufriedenstellende färberische Eigenschaften, hohe Festigkeiten und zufriedenstellende Spinneigenschaften gefunden. Tabelle 1 The measurement results for the physical properties of the fibers obtained in Examples 1 to 5 are shown in Table 1 below. Satisfactory dyeing properties, high strengths and satisfactory spinning properties were found for all fibers from these examples. Table 1
Oniumsalz: AlkylbenzolsulfonsäureoniumsalzOnium salt: alkylbenzenesulfonic acid onium salt
Gehalt: Molprozent, bezogen auf das PolymerContent: Mole percent, based on the polymer
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, dieses sodann mit 3,6 g Phosphoniumdodecylbenzolsulfonat und 1,5 g Tris-(β-chloropropyl)-phosphat gemischt und die Lösung einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide with an IV value of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, which was then mixed with 3.6 g of phosphonium dodecylbenzenesulfonate and 1.5 g of tris-(β-chloropropyl) phosphate and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution.
Die Spinnlösung wurde auf 85ºC erhitzt und dann zum Naßspinnen in ein Spinnbad verwendet, unter Verwendung einer Spinndüse mit 200 Düsenlöchern, jeweils mit einem Durchmesser von 0,07 mm. Das Spinnbad hatte folgende Zusammensetzung: 40 Gew.-% Calciumchlorid, 5 Gew.-% NMP und 55 Gew.-% Wasser, und die Temperatur des Spinnbades betrug 85ºC. Die Filamente wurden über eine Strecke von ca. 100 cm durch das Spinnbad geleitet und mit einer Geschwindigkeit von 6,2 m/min abgezogen. Die Filamente wurden dann mit Wasser gewaschen, mit einem Verstreckungsverhältnis von 2,4 in 95ºC heißem Wasser gestreckt und unter Verwendung einer Walze bei 200ºC getrocknet, um anschließend mit einem Streckverhältnis von 1,75 mit Hilfe einer Heizplatte bei 320ºC verstreckt zu werden, um so gestreckte Filamente mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente zu erhalten. Das Gesamt- Streckverhältnis betrug 4,2.The spinning solution was heated to 85ºC and then used for wet spinning in a spinning bath using a spinneret with 200 nozzle holes, each with a diameter of 0.07 mm. The spinning bath had the following composition: 40 wt% calcium chloride, 5 wt% NMP and 55 wt% water, and the temperature of the spinning bath was 85ºC. The filaments were passed through the spinning bath for a distance of about 100 cm and drawn off at a speed of 6.2 m/min. The filaments were then washed with water, drawn at a draw ratio of 2.4 in 95ºC water and dried using a roller at 200ºC and then stretched at a stretch ratio of 1.75 using a hot plate at 320ºC to obtain stretched filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments. The total stretch ratio was 4.2.
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, um anschließend mit einer Lösung von 3,6 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat und 1,5 g Tris-(β-chloropropyl)-phosphat in 2 g NMP gemischt zu werden und die Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 6 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, then mixed with a solution of 3.6 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate and 1.5 g of tris-(β-chloropropyl) phosphate in 2 g of NMP and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing, using the same procedure as described in Example 6, to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
3,6 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und 1,5 g Tris-(dichlorophenyl)-phosphat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasungzu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 6 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.3.6 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and 1.5 g of tris(dichlorophenyl)phosphate were dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenyleneisophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing using the same procedure as described in Example 6 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
2,25 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und 2,4 g Tris-(β-chloropropyl)-phosphat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 6 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.2.25 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and 2.4 g of tris(β-chloropropyl)phosphate were dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenyleneisophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing using the same procedure as described in Example 6 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
3,6 g Tris-(β-chloropropyl)-phosphat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 6 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.3.6 g of tris(β-chloropropyl)phosphate was dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenyleneisophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing using the same procedure as described in Example 6 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
2,25 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und 0,45 g Tris-(β-chloropropyl)-phosphat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 6 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.2.25 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and 0.45 g of tris(β-chloropropyl)phosphate were dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenyleneisophthalamide having an IV value of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing, using the procedure described in Example 6 was used to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
3,6 g Tetrabutylphosphoniumdodecylbenzolsulfonat und 0,9 g Tris-(β-chloropropyl)-phosphat wurden in 110 g NMP gelöst, um sodann 30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g darin zu lösen und diese Lösung einer Vakuumentgasung zu unterwerfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Strecken verwendet, wobei wie in Beispiel 6 beschrieben verfahren wurde, unter Erhalt von verstreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.3.6 g of tetrabutylphosphonium dodecylbenzenesulfonate and 0.9 g of tris(β-chloropropyl)phosphate were dissolved in 110 g of NMP, then 30 g of poly-m-phenyleneisophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved therein and this solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing using the same procedure as described in Example 6 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
Die Meßergebnisse für die physikalischen Eigenschaften der in den Beispielen 6 bis 11 und in Vergleichsbeispiel 1 erhaltenen Fasern liefert die untenstehende Tabelle 2. Für alle Fasern aus den Beispielen wurden zufriedenstellende färberische Eigenschaften, hohe Festigkeiten und zufriedenstellende Spinneigenschaften gefunden. Die Fasern des Vergleichsbeispiels 1 jedoch zeigten sehr schlechte färberische Eigenschaften, und so wurde gefunden, daß das Tris-(β-chloropropyl)-phosphat für sich allein keine die färberischen Eigenschaften verbessernde Wirkung hatte. Tabelle 2 The results of measurements of the physical properties of the fibers obtained in Examples 6 to 11 and Comparative Example 1 are shown in Table 2 below. All of the fibers in the examples were found to have satisfactory dyeing properties, high strengths and satisfactory spinning properties. However, the fibers of Comparative Example 1 showed very poor dyeing properties and thus it was found that the tris(β-chloropropyl)phosphate alone had no dyeing property improving effect. Table 2
Oniumsalz: AlkylbenzolsulfonsäureoniumsalzOnium salt: alkylbenzenesulfonic acid onium salt
Oniumsalz-Gehalt: Molprozent, bezogen auf das PolymerOnium salt content: mole percent based on the polymer
Phosphat: Halogenhaltiges Alkyl-(Phenyl-)PhosphatPhosphate: Halogen-containing alkyl (phenyl) phosphate
Phosphat-Gehalt: Gewichtsprozent bezogen auf das PolymerPhosphate content: weight percent based on the polymer
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, dieses sodann mit 3,6 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat, 1,5 g Tris- (β-chloropropyl)-phosphat und 0,6 g 2-[2-Hydroxy-3, 5-bis-(α,α'- dimethylbenzyl)-phenyl]-2H-benzotriazol gemischt und die Lösung einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Die Spinnlösung wurde auf 85ºC erhitzt und dann zum Naßspinnen in ein Spinnbad verwendet, unter Verwendung einer Spinndüse mit 200 Düsenlöchern, jeweils mit einem Durchmesser von 0,07 mm. Das Spinnbad hatte folgende Zusammensetzung:30 g of poly-m-phenylene isophthalamide with an IV value of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, which was then mixed with 3.6 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate, 1.5 g of tris(β-chloropropyl)phosphate and 0.6 g of 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α,α'-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazole and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. The spinning solution was heated to 85°C and then used for wet spinning in a spinning bath using a spinneret with 200 nozzle holes each with a diameter of 0.07 mm. The spinning bath had the following composition:
40 Gew.-% Calciumchlorid, 5 Gew.-% NMP und 55 Gew.-% Wasser, und die Temperatur des Spinnbades betrug 85ºC. Die Filamente wurden über eine Strecke von ca. 100 cm durch das Spinnbad geleitet und mit einer Geschwindigkeit von 6,2 m/min abgezogen. Die Filamente wurden dann mit Wasser gewaschen, mit einem Verstreckungsverhältnis von 2,4 in 95ºC heißem Wasser gestreckt und unter Verwendung einer Walze bei 200ºC getrocknet, um anschließend mit einem Streckverhältnis von 1,75 mit Hilfe einer Heizplatte bei 320ºC verstreckt zu werden, um so gestreckte Filamente mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente zu erhalten. Die verstreckten Filamente wurden in einer Kräuselungsvorrichtung gekräuselt und in einer Schneidvorrichtung auf 51 mm abgelängt. Die Filamente wurden mit Estrol Navy Blue N-2RL (Produkt der Sumitomo Chemical Co., Ltd.) nach dem oben beschriebenen Verfahren gefärbt und die gefärbten Filamente auf ihre Lichtechtheit geprüft, unter Verwendung eines Belichtungsgeräts (Model CF20N, Shimazu Laboratories) nach dem im vorstehenden beschriebenen Verfahren.40 wt% calcium chloride, 5 wt% NMP and 55 wt% water, and the temperature of the spinning bath was 85ºC. The filaments were passed through the spinning bath for a distance of about 100 cm and drawn off at a speed of 6.2 m/min. The filaments were then washed with water, drawn at a draw ratio of 2.4 in 95ºC water, and dried using a roller at 200ºC, and then drawn at a draw ratio of 1.75 using a hot plate at 320ºC to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments. The drawn filaments were crimped in a crimper and cut to 51 mm in a cutter. The filaments were dyed with Estrol Navy Blue N-2RL (product of Sumitomo Chemical Co., Ltd.) according to the method described above, and the dyed filaments were tested for light fastness using an exposure device (Model CF20N, Shimazu Laboratories) according to the method described above.
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, dieses sodann mit 3,6 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat, 1,5 g Tris- (β-chloropropyl)-phosphat und 1,2 g 2-[2-Hydroxy-3,5-bis-(α,α'- dimethylbenzyl)-phenyl-2H-benzotriazol gemischt und die Lösung einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Verstrecken verwendet, wobei wie in Beispiel 12 verfahren wurde, unter Erhalt von gestreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente. Die erhaltenen verstreckten Filamente wurden gekräuselt, geschnitten, gefärbt und auf ihre Lichtechtheit geprüft, wobei wie unter Beispiel 12 beschrieben verfahren wurde.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, which was then mixed with 3.6 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate, 1.5 g of tris(β-chloropropyl)phosphate and 1.2 g of 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α,α'-dimethylbenzyl)phenyl-2H-benzotriazole and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing using the same procedure as in Example 12 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments. The drawn filaments obtained were crimped, cut, dyed and tested for lightfastness using the procedure described in Example 12.
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, dieses sodann mit 3,6 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat, 1,5 g Tris- (β-chloropropyl)-phosphat und 1,8 g 2-[2-Hydroxy-3, 5-bis-(α,α'- dimethylbenzyl)-phenyl]-2H-benzotriazol gemischt und die Lösung einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Verstrecken nach der gleichen Vorgehensweise wie unter Beispiel 12 beschrieben verwendet, unter Erhalt von gestreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente. Die erhaltenen verstreckten Filamente wurden gekräuselt, geschnitten, gefärbt und auf ihre Lichtechtheit geprüft, wobei wie unter Beispiel 12 beschrieben verfahren wurde.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, which was then mixed with 3.6 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate, 1.5 g of tris(β-chloropropyl)phosphate and 1.8 g of 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α,α'-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazole and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing according to the same procedure as described in Example 12 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments. The drawn filaments obtained were crimped, cut, dyed and tested for their lightfastness using the procedure described in Example 12.
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, dieses sodann mit 3,9 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat und 1,5 g Tris- (β-chloropropyl)-phosphat gemischt und die Lösung einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Verstrecken nach der gleichen Vorgehensweise wie unter Beispiel 12 beschrieben verwendet, unter Erhalt von gestreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente. Die erhaltenen verstreckten Filamente wurden gekräuselt, geschnitten, gefärbt und auf ihre Lichtechtheit geprüft, wobei wie unter Beispiel 12 beschrieben verfahren wurde.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV value of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, which was then mixed with 3.9 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate and 1.5 g of tris(β-chloropropyl)phosphate, and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing according to the same procedure as described in Example 12 to obtain drawn filaments of 440 dtex. (400 den)/200 filaments. The drawn filaments obtained were crimped, cut, dyed and tested for lightfastness using the same procedure as described in Example 12.
30 g Poly-m-phenylenisophthalamid mit einem IV-Wert von 1,35 dl/g wurden in 110 g NMP gelöst, dieses sodann mit 3,6 g Tributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonat, 1,5 g Tris- (β-chloropropyl)-phosphat und 2,4 g 2-[2-Hydroxy-3, 5-bis-(α,α' - dimethylbenzyl)-phenyl]-2H-benzotriazol gemischt und die Lösung einer Vakuumentgasung unterworfen, um eine Spinnlösung herzustellen. Diese Spinnlösung wurde zum Spinnen und Verstrecken nach der gleichen Vorgehensweise wie unter Beispiel 8 beschrieben verwendet, unter Erhalt von gestreckten Filamenten mit 440 dtex (400 den)/200 Filamente.30 g of poly-m-phenylene isophthalamide having an IV of 1.35 dl/g was dissolved in 110 g of NMP, which was then mixed with 3.6 g of tributylbenzylammonium dodecylbenzenesulfonate, 1.5 g of tris(β-chloropropyl)phosphate and 2.4 g of 2-[2-hydroxy-3,5-bis(α,α'-dimethylbenzyl)phenyl]-2H-benzotriazole and the solution was subjected to vacuum degassing to prepare a spinning solution. This spinning solution was used for spinning and drawing according to the same procedure as described in Example 8 to obtain drawn filaments of 440 dtex (400 denier)/200 filaments.
Beim Spinn- und Färbeprozeß kam es in großem Umfang zum Auftreten von Bruch von Einzelfilamenten sowie erheblicher Rauchentwicklung an der 320ºC heißen Platte.During the spinning and dyeing process, there was a large amount of breakage of individual filaments and considerable smoke development on the 320ºC hot plate.
Die erhaltenen verstreckten Filamente wurden gekräuselt, geschnitten, gefärbt und auf ihre Lichtechtheit geprüft, wobei wie unter Beispiel 12 beschrieben verfahren wurde.The drawn filaments obtained were crimped, cut, dyed and tested for their lightfastness, using the procedure described in Example 12.
Die Meßergebnisse für die Beispiele 12 bis 16 sind in der untenstehenden Tabelle 3 angeführt. Für alle Fasern aus den Beispielen wurden zufriedenstellende Filamentqualitäten, färberische Eigenschaften und Lichtechtheiten gefunden, ausgenommen, daß die Fasern aus Beispiel 15 keine verbesserte Lichtechtheit zeigten. Tabelle 3 The measurement results for Examples 12 to 16 are shown in Table 3 below. Satisfactory filament qualities, dyeing properties and light fastness were found for all fibers from the examples, except that the fibers from Example 15 did not show any improved light fastness. Table 3
Oniumsalz: TributylbenzylammoniumdodecylbenzolsulfonatOnium salt: Tributyl benzyl ammonium dodecyl benzene sulfonate
Oniumsalz-Gehalt: Molprozent, bezogen auf das PolymerOnium salt content: mole percent based on the polymer
Phosphat: Tris-(β-chloropropyl)-phosphatPhosphate: Tris(β-chloropropyl) phosphate
Phosphat-Gehalt: Gewichtsprozent bezogen auf das PolymerPhosphate content: weight percent based on the polymer
UV-Absorber: 2-[2-Hydroxy-3, 5-bis-α,ct' -dimethylbenzyl)- phenyl]-2H-benzotriazolUV absorber: 2-[2-Hydroxy-3, 5-bis-α,ct'-dimethylbenzyl)-phenyl]-2H-benzotriazole
UV-Absorber-Gehalt Gewichtsprozent, bezogen auf das PolymerUV absorber content Weight percent, based on the polymer
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