DE925675C

DE925675C - Process for finishing polyamide threads or fibers

Info

Publication number: DE925675C
Application number: DEK7204D
Authority: DE
Inventors: Paul Dr Rer Nat Schlack
Original assignee: Bobingen AG fur Textil-Faser
Current assignee: Bobingen AG fur Textil-Faser
Priority date: 1944-04-09
Filing date: 1944-04-09
Publication date: 1955-03-28

Description

Verfahren zum Veredeln von Polyamidfäden oder -fasern Für viele Verwendungszwecke von Polyamidfäden oder -fasern ist eine besonders niedrige Bruchdehnung erwünscht z. B. für die Herstellung von Nähfäden, von Reifencord, von Ballongeweben und zur Herstellung von Mischgespinsten mit Fasern niederer Dehnung, z. B. Baumwolle. Mit der üblichen Technikdes Kaltstreckens gelingt die Verstreckung auf Bruchdehnung unter 16 bis z8o/o in den meisten Fällen nicht mehr befriedigend. Zum mindesten setzt ein so weitgehender Verzug ein außergewöhnlich gleichmäßiges Fadenmaterial voraus. Es bestehen auch erhebliche Unterschiede zwischen den einzelnen Polyamidverbindungen hinsichtlich der Leichtigkeit, mit der sich hohe Verstreckungsgrade erreichen lassen. So kommt man mit harten Polyamiden, insbesondere Polyurethanen, leichter auf niedrige Bruchdehnungen, während die weichen Mischpolyamide sich in dieser Hinsicht besonders ungünstig verhalten. Andererseits liegen die mit Polyurethanen erzielbaren. maximalen Festigkeitswerte bei gegebener niederer Dehnung gewöhnlich etwas niedriger als bei Fasern aus Polycarbonamiden z. B. aus polymerem a-Caprolactam oder aus Polyhexamethylenadipinami@d.Process for finishing polyamide threads or fibers For many purposes A particularly low elongation at break is desirable for polyamide threads or fibers z. B. for the production of sewing threads, tire cord, balloon fabrics and for Production of mixed webs with fibers of low elongation, e.g. B. Cotton. With the usual technique of cold stretching succeeds in drawing to elongation at break below 16 to 20% in most cases no longer satisfactory. At least Such a large amount of distortion implies an exceptionally even thread material in advance. There are also significant differences between the individual polyamide compounds in terms of the ease with which high degrees of stretching can be achieved. With hard polyamides, especially polyurethanes, it is easier to get low ones Elongation at break, while the soft mixed polyamides stand out in this regard behave unfavorably. On the other hand, there are those that can be achieved with polyurethanes. maximum Strength values for a given low elongation are usually somewhat lower than for Fibers made of polycarbonamides z. B. from polymeric a-caprolactam or from Polyhexamethylenadipinami @ d.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein besonders vorteilhaftes Verfahren zur Gewinnung von Polyamidfäden mit niederer Bruchdehnung und hoher Festigkeit. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß man die in üblicher Weise z. B. kalt bzw. unterhalb des Erweichungspunktes gereckten Fäden in. durch gesättigten Dampf von überatmosphärendruck erweichtem Zustand nachstreckt, worauf die Fäden gegebenenfalls nach einer an sich bekannten Nachbehandlung zur Verhinderung des Schrumpfens unterzogen werden, z. B. einer Kochurig in Wasser auf unnachgiebiger Unterlage. Die anzuwendende Dampftemperatur bzw. der Dampfdruck hängt ab von .der Wasserquellbarkeit der zu streckenden Polyami,dfäden, dem gewünschten Verstreokungsverhältnis und der Verstreckungsgeschwindigkeit. Bei Fäden aus polymerem s-Caprolactam liegt die Dampftemperatur zweckmäßig zwischen etwa 11o und r35°, bei Polyhexamethylenadipinamid zwischen z2o und 15o°. Bei hohen Streckgeschwindigkeiten können die Temperaturen noch heraufgesetzt werden.The invention now relates to a particularly advantageous method for the production of polyamide threads with low elongation at break and high strength. It is characterized in that the in the usual manner z. B. cold or below of the softening point stretched threads in. through saturated steam stretched by a state softened above atmospheric pressure, whereupon the threads, if necessary after a post-treatment known per se to prevent shrinkage be e.g. B. a Kochurig in water on an unyielding surface. The applicable Steam temperature or steam pressure depends on the water swellability of the stretching polyamides, the desired stretching ratio and the stretching speed. In the case of threads made of polymeric s-caprolactam, the steam temperature is expediently between about 11o and r35 °, for polyhexamethylene adipamide between z2o and 15o °. At high At stretching speeds, the temperatures can still be increased.

Außer den genannten können beispielsweise noch folgende Polyamidverbindungen zum Aufbau von Fäden oder Fasern. verwendet sein: Polyamide aus pimelinsaurem Tetramethylendiamin und pimelinsaurem Hexamethylendiamin, Mischpolyamide aus 8o Teilen adipinsaurem Tetramethylendiamin und 2o Teilen s-Caprolactam und aus 9o Teilen adipinsaurem Hexamethylendiamin und 2o Teilen a-Caprolactam, Polyoxamid aus Oxalsäurediäthylester und Tetramethylenglyleol-bis-y-aminopropyläther, Polyurethan aus Tetramethylenglykol und Tetramethylendiisocyanat. Allgemein kann gesagt werden, daß besonders Fasern aus solchen Polyamiden geeignet sind, die bei 65 % r. F.,eine Wasseraufnahme von 3 und mehr Prozent, z. B. zwischen 3 und 7%, aufweisen und in gerecktem Zustand beim Kochen in Wasser beständig sind, abgesehen von einem gewissen Schrumpf. Als kochbeständig werden solche Fasern angesehen, .die beim Anheizen in Wasser bis zum Kochpunkt in urifixiertem Zustand nicht um mehr als 25'/o schrumpfen.In addition to those mentioned, the following polyamide compounds, for example, can also be used to build threads or fibers. be used: polyamides made from pimelic acid tetramethylenediamine and pimelic acid hexamethylenediamine, mixed polyamides from 80 parts of adipic acid Tetramethylenediamine and 2o parts of s-caprolactam and from 9o parts of adipic acid hexamethylenediamine and 2o parts of a-caprolactam, polyoxamide from oxalic acid diethyl ester and tetramethylene glycol-bis-y-aminopropyl ether, Polyurethane made from tetramethylene glycol and tetramethylene diisocyanate. Generally can it can be said that fibers made of such polyamides are particularly suitable, which are at 65% r. F., a water absorption of 3 and more percent, e.g. B. between 3 and 7%, and are stable in the stretched state when boiled in water, apart from of a certain amount of shrinkage. Fibers that are considered to be resistant to boiling are when heating up in water to boiling point in the urifixed state, no more shrink than 25 '/ o.

Vorrichtungen zum Verstrecken in einer Dampfatmosphäre unter Druck sind an sich bekannt. Sie bestehen im allgemeinen aus zwei Kammern, durch die der Faden durch enge Eintritts- und Austrittsdüsen geleitet wird;, einer gewöhnlich mit Druckluft beaufschlagten Vorkammer, in der sich auch die Einzugswalze oder -rolle befinden kann, und einer mit Dampf der gewünschten Temperatur gespeisten Hauptkammer, in der sich der Verzug über eine mehr oder weniger lange Fadenstrecke hinweg vollzieht. Der Druck in der Vorkammer liegt etwas unterhalb des Druckes in der Streckkammer. Zweckmäßig stehen die Drücke in den beiden Kammern in konstantem, automatisch geregeltem Verhältnis. Es kann vorteilhaft sein, an Stelle einer Vorkammer zum Zwecke des besseren Druckausgleiches deren mehrere vorzuschalten. Die Eintritts-und Austrittsöffnungen für die Fäden bzw. Fadenbündel können zur Abstufung des Druckes in Form konzentrischer Düsen ausgebildet sein, ähnlich wie bei den Druckstufen in Dampfturbinen.Devices for drawing in a steam atmosphere under pressure are known per se. They generally consist of two chambers through which the Thread is passed through narrow inlet and outlet nozzles; one common The pre-chamber is pressurized with compressed air and in which there is also the feed roller or roller and a main chamber fed with steam at the desired temperature, in which the delay takes place over a more or less long thread path. The pressure in the antechamber is slightly below the pressure in the stretching chamber. The pressures in the two chambers are expediently constant, automatically regulated Relationship. It may be advantageous in place of an antechamber for the sake of the better Pressure equalization of which several are to be connected upstream. The inlet and outlet openings for the threads or thread bundles can be used to graduate the pressure in the form of concentric Nozzles can be designed, similar to the pressure stages in steam turbines.

Das Verhältnis von Verstreckung zur Streckung in der Dampfkammer kann an sich beliebig gewählt werden. Zweckmäßig wird jedoch in .der ersten Stufe so weit verdehnt, daß urigereckte dickere Stellen praktisch nicht mehr vorhanden sind. Die Nachstreckung erfolgt dann besonders gleichmäßig, z. B. kann bei Fäden aus polymerem e-Caprolactam die Kaltstreckung im Verhältnis 1 :3,5 bis 1 :3,8 vorgenommen werden, worauf im Dampf von 12o biss r30°' noch auf 1 :5,:2 bis 1 :5,4 weiter ausgereckt wird. Da die auf diese Weise nachorientierten Fäden, die z. B. Festigkeiten bis zu 7,5 g pro den und Bruch.dchnungen b;i,s herab. zu 8% aufweisen können., unter dem Einflluß von heißen Flüssigkeiten, z. B. Farbflotten, noch eine Schrumpfung von z. B. 5 bis io% erleiden, so ist eszweekmäßng"s,ieeineran sich bekannten schrumpfverhindernden Behandlung auf festen, unnachgiebigen Unterlagen zu unterziehen, z. B. einer Fixierung durch Kochurig mit Wasser, durch Dämpfen gegebenenfalls unter Druck oder durch Eintauchen in heiße konzentrierte Salzlösungen z. B. in eine auf 11o bis 115° gehaltene Calciumchloridlös-ung.The ratio of stretching to stretching in the steam chamber can be chosen as desired. In the first stage, however, it is expedient to stretch it to such an extent that traditionally stretched thick areas are practically no longer present. The post-stretching then takes place particularly evenly, for. B. for threads made of polymeric e-caprolactam, the cold stretching can be carried out in a ratio of 1: 3.5 to 1: 3.8, whereupon in the steam from 12o to r30 ° 'to 1 : 5 ,: 2 to 1: 5, 4 is stretched out further. Since the in this way reoriented threads that z. B. Strengths up to 7.5 g per den and fracture elongations b; i, s down. to 8%., under the influence of hot liquids, z. B. dye liquors, nor a shrinkage of z. If, for example, 5 to 10% are suffered, it is expedient to subject it to a known shrinkage-preventing treatment on firm, unyielding surfaces, e.g. fixation by boiling with water, by steaming, if necessary under pressure, or by immersion in hot concentrated salt solutions e.g. in a calcium chloride solution kept at 11o to 115 °.

Man kann die Fäden auch an Stelle einer Naßbehandlung trockener Hitze z. B. einer Temperatur zwischen 130 und 18o° je nach dem Schmelzpunkt aussetzen, gegebenenfalls in Gegenwart oxydationshindernder Stoffe, die die Fäden schon vom Spinnen her enthalten können.The threads can also be used in place of a wet dry heat treatment z. B. expose to a temperature between 130 and 180 ° depending on the melting point, possibly in the presence of anti-oxidation substances that the threads have already dated Contain spiders.

Zwnsahen Vorstreckung und Nachstreckung können .die Fäden einer Nachbehandlung unterzogen werden, um etwa vorhandene monomere oder niedrigmolekulareAnteile oderbesonders zugesetzte Weichmacher wieder zu entfernen. Bei Fasermaterial aus polymerem a-Caprolactam, das noch monomeres Lactam enthält, ist diese Arbeitsweise besonders vorteilhaft, weil .dann die Fixierung nach der Streckung durch ein einfaches Dämpfen bewirkt werden kann.Provisional pre-stretching and post-stretching can .the threads of a post-treatment are subjected to any monomeric or low molecular weight fractions present or particularly to remove added plasticizers. In the case of fiber material made of polymeric a-caprolactam, which still contains monomeric lactam, this procedure is particularly advantageous, because .then fixation after stretching is effected by simple steaming can be.

Das Verfahren wird in seiner Anwendung auf Kunstseide zweckmäßig so durchgeführt, daß man eine durch Abrollen von Spulen erhaltene Fadenschar zu einem Kabel zusammenfaßt und dieses geschlossen durch den Verstreckungsapparat leitet, dann die Fäden wieder aufteilt in der bei Einzelfädenschlichtmaschinen üblichen Weise. Dieses Verfahren eignet sich z. B. zur Herstellung von Cordseide.The method is expedient in its application to rayon carried out that one obtained by unwinding bobbins thread sheet to a Gathers the cable together and guides it through the stretching apparatus in a closed manner, then divides the threads again in the usual way with single thread sizing machines Way. This method is suitable e.g. B. for the production of corduroy.

Besonders vorteilhaft ist das Verfahren in seiner Anwendung auf endlose Fadehkabel, z. B. in. .der Stärke von 2ooo bis 2o ooo den, die nach dem Strecken auf Stapel geschnitten und gekräuselt werden. In diesem Falle kann man die vorgelegten Wickel als Ganzes in der Vordruclekammer unterbringen, wodurch sich die Apparatur vereinfacht.The method is particularly advantageous in its application to endless Fadehkabel, z. B. in.. The strength of 2ooo to 2o, ooo den that after stretching cut into stacks and curled. In this case you can use the submitted Place the wrap as a whole in the pre-pressure chamber, which means that the apparatus is simplified.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Fäden bzw. Fasern von niederer Dehnung zeichnen sich durch hohe Gleichmäßigkeit hinsichtlich Streckung und Färbbarkeit aus. Da die Farbaffinität durch dtv Nachstreckung im ganzen zurückgeht, für großmolekulare Farbstoffe z. B. substantive Farbstoffe unter Umständen sehr erheblich, so kann es zweckmäßig sein, die Fäden oder die aus ihnen hergestellten Gewebe noch nachträglich einer Schrumpfungsbehandlung zu unterziehen, z. B. mit wäßrigen Lösungen eines Phenols, wie Resorcin oder aB-Naphthol, oder mit Alkoholen, wie Tetrahy.drofurfuralkohol. Man kann auch in diesem Falle die Kunstseide ohne schruanpffestmachendie Nachbehandlung auf Gewebe verarbeiten und diese dann durch eine Heißwasserbehandlung, gegebenenfalls unter Zusatz von Quel.lungsmitteln oder durch Dämpfen ausschrumpfen und verdichten. Hierbei bleibt die Gleichmäßigkeit des Warenbildes erhalten, während die Färbbarkeit entsprechend zunimmt. Gleichzeitig wird ein vollerer Griff erzielt. Beispiel Zehn Zwirnfä:den aus polymerem e-Caprol;actam, je vom Gesamttiter 36o den, Einzelfadentiter q. den, mit 8o Drehungen pro Metererhalten durch das Verzwirnen von je neun Fäden vom Titer q.0/10/80, die im Verhältnis i : 3,6 kalt verstreckt und durch Waschen mit heißem Wasser auf gelochten Spulen von wasserlöslichen Anteilen befreit wurden, werden von den Spulen abgerollt und zu einem Kabel vereinigt. So werden sie mit einer Geschwindigkeit von 8o m pro Minute durch eine Zweikammer-Druck-Streck-Vorrichtung geführt, in der sie in Dampf von 2 atü auf einen Endtiter von 27o den, gemessen im gereckten Zustand, nachgereckt werden.The filaments or fibers produced by the method of the invention of low elongation are characterized by high uniformity in terms of elongation and dyeability. Since the color affinity is reduced by dtv post-stretching, for large molecular weight dyes z. B. substantive dyes may be very considerably, it may be appropriate to use the threads or those made from them Subsequent to subjecting tissue to a shrinkage treatment, e.g. B. with aqueous solutions of a phenol, such as resorcinol or aB-naphthol, or with alcohols, like tetrahydrofurfur alcohol. One can also in this case the Use artificial silk without shredding the post-treatment on fabric and this then by a hot water treatment, optionally with the addition of swelling agents or shrink and compress by steaming. Here the evenness remains of the product image, while the dyeability increases accordingly. Simultaneously a fuller grip is achieved. Example ten twisted threads: those made of polymer e-Caprol; actam, each of the total denier 36o den, single filament denier q. the one obtained with 8o turns per meter by twisting nine threads each with a titer q.0 / 10/80, which in the ratio i : 3.6 stretched cold and washed with hot water on perforated bobbins of Any water-soluble components that have been freed are unrolled from the bobbins and closed united in one cable. So they are at a speed of 80 meters per minute passed through a two-chamber pressure stretching device in which it is converted into steam 2 atü to a final titre of 27o den, measured in the stretched state, re-stretched will.

Vor Beginn des Streckprozesses wird die Vorrichtung auf i20° vorgeheizt, dann wird nach Einlegen .des Fadens gleichzeitig Druckluft und Dampf in der Vorkammer bzw. Streckkammer eingelassen. Der Druck in der Vorkammer wird um o,2 atü niedriger gehalten als in der Streckkammer. Die ursprünglich 25 bis 27% betragende Bruchdehnung wird durch die Nachstreckung auf g bis i i % erniedrigt, während die Festigkeit gleichzeitig von 450 g pro ioo den auf 735 g Pro ioo den ansteigt. Das aus der Streckkammer austretende Faserkabel wird in der üblichen Weise wieder auf Einzelspulen verteilt. Die verstreckten Fäden werden auf Spulen vom Durchmesser 16o mm durch 2o Minuten langes Dämpfen bei io5° schrumpffest gemacht. Sie eignen sich vorzüglich zur Verarbeitung auf Reifencord.Before the start of the stretching process, the device is preheated to i20 °, then, after the thread has been inserted, compressed air and steam are simultaneously in the antechamber or the stretching chamber. The pressure in the antechamber is 0.2 atmospheres lower held than in the stretching chamber. The elongation at break, which was originally 25 to 27% is reduced by the post-stretching to g to i i%, while the strength at the same time increases from 450 g per 100 den to 735 g per 100 den. That from the stretching chamber emerging fiber cable is distributed again in the usual way on individual reels. The drawn threads are put on bobbins with a diameter of 16o mm for 20 minutes Long steaming at io5 ° made shrink-proof. They are ideal for processing on tire cord.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for finishing polyamide threads or fibers by stretching, characterized in that the threads stretched below the softening point in a manner known per se are post-stretched in a state softened by saturated steam at above atmospheric pressure.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the twice drawn threads one Post-treatment known per se to prevent shrinkage subjected to white the.

3. The method according to claim i,. Characterized in that the stretched twice Threads, if necessary after being cut into stacks, are crimped.