DE1938956C3 - Verfahren zur Herstellung von feintitrigen Fäden aus Copolyamiden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feintitrigen Fäden aus Copolyamiden.

Es ist bekannt, daß man Copolyamide aus verschiedenen Lactamen, Aminosäuren und Dicarbonsäuren mit Diaminen herstellen kann. Diese Copolyamide zeigen bei verminderter Kristallisationsneigung eine erhöhte Löslichkeit bei fallender Dichte und fallendem Schmelzpunkt, weil ihre Grundbausteine, von wenigen Ausnahmen abgesehen, nicht polymerisomorph sind. Das Maximum der Schmelzpunkterniedrigung wird in der Regel dann erreicht, wenn der Anteil der Komponente, die das tiefer schmelzende Homopolymere bildet, 35 — 40% des Cokondensates beträgt (siehe Houben-W ey I, Band 14/2, S. 153).

Bekanntlich unterscheiden sich Fäden und Fasern aus Cokondensation aus statistisch verteilten, nicht polymer-isomorphen Komponenten mit geringen Anteilen einer zweiten oder dritten Komponente nur wenig von Fäden und Faserr. aus den reinen Homopolyamiden, wohingegen eine 10-50%ige Beimischung einer statisch in der Polymerkette verteilten, nicht polymerisomorphen zweiten oder dritten Komponente, die Eigenschaften der Copolyamide bereits so stark verändert, daß sie für viele Einsatzgebiete von besonderem Interesse werden. Zu den besonderen Eigenschaften gehören in erster Linie die ausgeprägte Schrumpfneigung in Heißluft, Heißdampf oder siedendem Wasser und die mit der Schmelzpunktdepression einhergehende Verklebungsneigung bei reduzierten Temperaturen der aus diesen Copolyamiden erspinnbaren Filamente. Während derartige nicht-isomorphe Copolyamide in Pulver-, Granulat- oder gelöster Form mannigfache technische Verwendung finden, haben Fäden oder Fasern aus diesen Copolyamiden — außer als Zweitkomponente in Bikomponenten-Fäden und -Fasern — keine Bedeutung erlangt, da technisch brauchbare Verfahren zur Herstellung von feintitrigen Fäden und Fasern aus stark modifizierten Copolyamiden aus nicht polymer-isomorphen Bausteinen nicht zur Verfugung stehen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung von feintitrigen Fäden und Fasern aus Copolyamiden mit 10 bis 50 Gew.-% an nicht polymer-isomorphen Cokomponcnten nachdem Schnielzspinnvcriahren.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die Fäden unmittelbar nach Verlassen des Spinnschachtes in einer Galettenstreckvorrichtung, bestehend aus Abzugsgalette mit Umlenkrolle und Streckgalette mit Umlenkrolle, mit einem Streckverhältnis von 1 :1,5 bis 1 :3,0 bei Galettentemperatureri zwischen 20° und 30⁰C verstreckt, dann mindestens 30 Minuten lagert und anschließend entweder bei Temperaturen zwischen 20° und 100⁰C auf einer Streckzwirnmaschine auf ein ίο Endstreckverhältnis von 1 :3,0 bis 1 :5,2 nachverstreckt oder kräuselt und auf Stapellänge schneidet.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglich! die Herstellung von feintitrigen Filamenten (l-50dtex) aus Copolyamiden mit 10-50%igen Coanteilen, die

is statistisch verteilt und nicht polymer-isomorph sind. Sie ermöglicht besonders die Herstellung solcher Copolyamidfäden und -fasern, die sich durch einen hohen Schrumpf in Heißluft, Heißdampf oder in siedendem Wasser und/oder durch einen bei relativ tiefen Temperaturen liegenden Schmelz- bzw. Verklebungsbereich auszeichnen. Es sind dies insbesondere die Copolyamide aus 10-90% Capralactam und 90-10% Aminoundekansäure, 90—10% Laurinlactam oder Salzen aus Dicarbonsäuren und Diaminen oder auch

2s Caprolactam mit 90-10% eines beliegigen Gemisches von Aminoundekansäure und Laurinlactam, die Fäden sowohl mit hohen Koch- und Thermoschrümpfen als auch mit Verklebungsbereichen bei tiefen Temperaturen (bei 100 -150° C) liefern.

Während die Herstellung von grobtitrigen Monofilen (Drähte, Borsten) aus derartigen Copolyamiden keine grundsätzlichen Probleme aufwirft, bereitet die Herstellung von feintitrigen Fäden und Fasern große Schwierigkeiten. Versucht man nämlich, aus den angegebenen Copolyamiden auf konventionelle Art Fäden zu spinnen, so zerfallen die Wickel in der Regel nach wenigen Minuten, oder sie sind verklebt und nicht mehr abziehbar. Versucht man hingegen, wie bei der Faserherstellung üblich, das Spinngut in einer Kanne abzulegen, so schrumpft dieses Spinngut infolge der ausgeprägten Relaxationsneigung der Mischpolyamide aus nicht polymer-isomorphen Bausteinen so stark und so unkontrolliert, daß die Bänder praktisch nicht mehr verstreckbar sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren überwindet die aufgezählten Schwierigkeiten und liefert Fäden und Fasern mit ausgezeichneten textiltechnologischen Eigenschaften. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren spinnt man feintitrige Filamente aus Copolyamiden, die aus 2 oder mehr nicht polymer-isomorphen, regellos in der Polymerkette verteilten Bausteinen bestehen und die zu 10 — 50% durch die Zweitkomponenten modifiziert sind, aus der Aufschmelzanlage, wie Extruder oder Rostspinnkopf und verstreckt die Fäden vor der Aufspulung kontinuierlich in dem angegebenen Verhältnis, das bestimmt ist von der Viskosität des Spinngutes, von der Spinntemperatur, von der Spinngeschwindigkeit und vom Spinntiter. Es hat sich gezeigt, daß bei Spinngeschwindigkeiten von 100—1500m/min und bei Schmelzviskositäten der Polyamide von 1000-6000 Poise bei 260" C, die Verstreckung im Bereich 1 :1,5 bis 1 :3,0 eingestellt werden muß, um bei Monofilen bzw. Multifil-Garnen mit Einzeltitern von 1—SOcitex einen einwandfreien Spulenaufbau zu erhalten. Bei tieferen Verstreckungsverhältnissen lockern sich die Wickel und fallen auseinander, bei höheren hingegen stellt sich eine so hohe Wickelspannung ein, daß die Wickelränder deformiert werden.. Du^rch die Scinnverstreckuns wird

außerdem die Verklebungsneigung von Fäden aus bestimmten Copolyamiden fiberspielt, so daß auch in diesen Fällen eine Faden- oder Faserherstellung möglich wird. Die nach diesem partiellen Spinnstreckverfahren erhaltenen Fäden weisen noch Dehnungswerte von über 70% auf, so daß sie für die Herstellung von Füamentgarnen einem Nachreckprozeß (Streckzwirnmaschine) unterzogen werden müssen. Vor diesem Nachreckprozeß müssen die Fäden mindestens 30 Minuten gelagert werden, um mit geringer Fehlerzahl verstreckt und gekräuselt werden zu können.

Bei der Verarbeitung zu Stapelfasern genügt die einstufige Spinnverstreckung im Verhältnis 1 :1,5 bis 1': 3,0 mit einer Aufspulung der spinngestreckten Bänder auf stabile Randspulen, von denen sie nach einer Lagerung von mindestens 30 Minuten direkt der Krauset- und Schneidmaschine zugeführt werden können.

Die erfindungsgemäß hergestellten Copolyamid- Fäden und -Fasern eigenen sich für verschiedene Einsatzgebiete, so z. B. zur Verfestigung und/oder Verklebung von Geweben, Vliesen und Gewirken, zur Herstellung von Hochbausch- und Effektgarnen im Gemisch mit anderen Fäden oder Fasern, zum Schließen bzw. Verbinden der Spitzen und des Doppelrandes bei Damenstrümpfen.

Die folgenden Beispiele erläutern das erfindungsgemäße Verfahren.

B e i s ρ i e I 1

Ein im Autoklav hergestelltes Cokondensat aus 60 Gew.-% Aminoundekansäure und 40 Gew.-% Caprolactam mit einer rel. Lösungsviskosität von 3,05 (in l%iger m-Kresollösung bei 25°C) wird aus einer 25-Loch-Düse mit Lochdurchmessern von 0,25 mm gesponnen. Die Austrittsmenge betrug 14,2 g/min. Die Fäden wurden mit Anblasluft abgekühlt, mit einer antistatischen Präparation versehen und mit 705 m/min abgezogen und aufgespult. Die Fäden verklebten auf der Spule, der Wickel zerfiel nach 3 — 5 Minuten Laufzeit. Wurde das Multifilament dagegen bei gleicher Geschwindigkeit einmal um die Abzugsgalette mit Versetzungsstift geschlungen, einer zweiten, 1,8 mal schneller laufenden Galette mit Beilaufrolle zugeführt und nach 5facher Umschlingung dieser Streckorgange auf eine friktionsgetriebene Wickelspule geführt, so konnten einwandfrei aufgebaute Wickelspulen von mehreren Stunden Laufzeit erhalten werden, die auch nach langer Standzeit nicht locker wurden. Die Fäden ließen sich nach einer Lagerung von 120 Min. ohne Schwierigkeiten auf einer Streckzwirnmaschine im Verhältnis 1 :1,75 bei Raumtemperatur (22° C) weiterverstrecken und besaßen danach Festigkeiten von 5,2 g/dtsx bei 32% Bruchdehnung.

Auf dem Röntgendiagramm dieser Fäden fehlen die spezifischen Meridianreflexe des Polycaprolactams, was nur dann der Fall ist, wenn bei der Kondensation keine Blockbildung erfolgte, d.h. bei rein statistischer Verteilung der nicht polymer-isomorphen Komponenten.

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 85 Gew.-% Caprolactam und 15 Gew.-% Hexamethylendiammonium-terephthalat wurde im Autoklav kondensiert und geschnitzelt Die Schnitzel, die nach dem Trocknen eine rel. Lösungsviskosität von 2,58 besaßen, wurden aus einem Rostspinnkopf bei 280⁰C aus 9-Loch-Düsen (Lochdurchmesser 0,25 mm) gesponnen, antistatisch präpariert und mit 600 m/min abgezogen und gespult Der gewünschte Rohtiter von 160dtex konnte bei dieser Arbeitsweise kaum bestimmt werden, weil der Wickel verklebt und nach 120 Minuten stark gelockert war. Wurden die Fäden jedoch mit einer zweiten 1200 m/min schnellen Galette verstreckt (1 :2,0) so konnten sie, da der Spulenaufbau nunmehr einwandfrei war und die Wickel nicht mehr verklebt waren, nach einer Lagerung von 60 Minuten ohne Schwierigkeiten einer weiteren Verstrekkung (1 :1,6) auf der Streckzwirnmaschine bei 22°C unterzogen werden.

Beispiel 3

Ein im Autoklav kondensiertes Mischpolyamid aus 70 Gew.-% Laurin- und 30 Gew.-% Caprolactam mit einer relativen Lösungsviskosität von 2,40 wurde in einem Extruder aufgeschmolzen und bei 270⁰C aus 280-Loch-Düsen mit Durchmessern von 0,4 mm gesponnen, im Blasschacht abgekühlt, antistatisch präpariert und mit 400 m/min bei 125 g/min Schmelzmengenaustritt abgezogen und in Kannen abgelegt Der nach ca. 30 Sekunden einsetzende starke Schrumpf der Fäden verhinderte jede Weiterverarbeitung. Wurden die Fäden jedoch abgezogen und kontinuierlich mit einem 1050 m/min laufenden Quintett verstreckt und auf eine große Randspule gewickelt, so ließen sie sich nach einer Lagerung von 120 Minuten kräuseln und zu Stapelfasern schneiden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von feintitrigen Fäden aus Copolyamiden mit 10 bis 50 Gew.-% statistisch verteilten, nicht polymer-isomorphen Cokomponenten durch Schmelzspinnen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden unmittelbar nach Verlassen des Spinnschachtes in einer Galettenstreckvorrichlung, bestehend aus Abzugsgalette mit Umlenkrolle und Streckgalette mit Umlenkrolle, mit einem Streckverhältnis von 1:1,5 bis 1:3,0 bei Galettentemperatüren zwischen 20° und 30⁰C verstreckt, dann mindestens 30 Minuten lagert und anschließend entweder bei Temperaturen zwischen 20° und 100⁰C auf einer Streckzwirnmaschine auf ein Endstreckverhältnis von 1 :3,0 bis 1 :5,2 nachverstreckt oder kräuselt und auf Stapellänge schneidet