DE2354756C2 - Faser aus aromatischem Polyamid und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Faser aus aromatischem Polyamid und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

Die Erfindung beirifft synthetische Fasern aus aromatischen Polyamiden, die ultraviolettes Licht absorbierende Stoffe in mikrodispergierter Form enthalten die die Fasern gegen den Abbau durch ultraviolette Strahlung schützen.
Synthetische Fasern aus aromatischen Polyamiden sind bckanns. Ihr vorzügliches Hochtemperaturverhalten,
z. B. bleibende Festigkeit bei erhöhter Temperatur und arteigene Flammenbeständigkeit, hat dazu geführt, daß diese Fasern in erster Linie für technische und militärische Zwecke, wie z. B. für Schutzkleidung für Feuerwehrmänner, Düsenpiloten. Gießereiarbeiter, für flammensichere Teppich- und Vorhangstoffe für öffentliche Gebäude und auch für flammensichere Decken und Schlafanzüge, besonders in Krankenhäusern, verwendet werden. Trotz der hohen Kosten der aromatischen Polyamidfasern w?rc ihre weitere Verbreitung für technische und militärische Zwecke sowie für Haushaltsbedarf und Kleidung zu erwarten, wenn es gelingen würde, die schlechte Beständigkeit dieser aromatischen Polyamide gegen ultraviolettes Licht zu verbessern.
Es ist ferner bekannt, unbeständige Polymerisaterzeugnissc durch gewisse Zusätze, nämlich ultraviolettes Licht absorbierende Stoffe (die nachstehend als »UV-Schutzmittcl« bezeichnet werden) zu schützen, die die Aufgabe haben, die schädlichen Wellenlängen des einfallenden Lichts bevorzugt zu absorbieren und diese
j5 Energie in unschädlichen Formen abzustreiten, z. B. als Wärme oder Fluoreszenz, beispielsweise aus den US-PS 29 95 540 und 31 02 323.
Ungeachtet der Einzelheiten des Mechanismus der Energieabsorption und -Zerstreuung ist der höchste Grad von Schutzwirkung zu erwarten, wenn die Moleküle des UV-Schut/.mittcls bevorzugt in der Nähe der Oberfläche angereichert, gleichzeitig aber auch im wesentlichen molekular dispcrgicrt sind, d. h. derart, daß kein Polymerisatmolekül (in der Nähe der Oberfläche) sehr weit von !Mindestens einem Schutzmiitelmolekül entfernt ist.
In Faserstoffe sind UV-Schutzmittel bisher »cingesponncn« (d. h. vor dem Eispinncn der Fasern mit dem Polymerisat vermischt) oder »eingefärbt« (d. h. nach einem Verfahren, ähnlich dem Färbeverfahren, aus Lösung auf die bereits fertigen Fasern aufgebracht) oder sogar als Überzug auf die Fascroberfläche aufgetragen worden, wofür man gewöhnlich als Bindemittel ein Harz verwendet hat, welches einen schutzmittelhaltigen Mantel um die eigentliche Faser herum bildet. |cdc dieser bekannten Methoden hat gewisse Nachteile, und einige dieser Nachteile wiegen bei Verwendung von aromatischen Polyamidfasern besonders schwer. Diese Nachteile sind die folgenden:
so 1. Für die Methode des Einspinnens des Schutzmittels ist es offensichtlich notwendig, daß das Schutzmittel unter den (für aromatische Polyamaide verhältnismäßig scharfen) Bedingungen, unter denen die Faser ersponnen wird, beständig ist und außerdem verursacht die Anwesenheit des Schutzmittels beim Spinnen und bei der nachfolgenden Verarbeitung der Faser verschiedene Filtralions-, Dosiermisch- und Extraktionsverunreinigungsschwierigkeiten. Obwohl diese Betriebsschwicrigkeiten nicht unüberwindbar sind, hat sich
gezeigt, daß aromatische Polyamidfasern mit eingesponnenem Schutzmittel insofern strukturelle Nachteile aufweisen, als das Schutzmittel bevorzugt im Faserkern angereichert ist, während die Schutzmittelkonzentration in der Nähe der Faseroberfläche, wo der Schutz gegen ultraviolettes Licht am meisten benötigt wird, sehr gering oder gleich Null ist. Diese unerwünschte Struktur ist wahrscheinlich eine direkte Folge des Umstandes, daß die aromatischen Polyamidfasern aus Lösung ersponnen werden müssen, da sich Polyamide
wi nicht aus der Schmelze verspinnen lassen, und daß das eingesponnene Schutzmittel mit dem restlichen
Lösungsmittel /ur Mitte der Faser hin wanden, wenn das Polyamid fortschreitend aus/urallen beginnt. w;is zuerst unter Bildung einer 1 laut an der Fasei-oberfläche erfolgt. Kin weiterer Striikiurmangcl licgl darin, daß das Schutzmittel im Inneren der l'aser in Form von »Klumpen« mit Durchmessern von etwa 0,04 bis 0.15 um verteilt ist. wohingegen eine »molekular dispergierte« Verteilung erwünscht ist. Wenn die das eingespomie-
tv'i ne Schutzmittel enthaltenden Fasern gar zum Kristallisieren gebracht werden, weiden die Schiii/miiiel-
klumpen noch größer.
2. Die Methode des Einfarbcns des Schutzmittels ist für aromatische Polyamidfasern ebenfalls unbefriedigend, weil sich diese Fasern bekanntlich schwer farben lassen. Selbst bei Verwendung von Farbstoffträgern als
Hilfsmittel bei der Färbung konnten nach dieser Methode nur verhältnismäßig unwirksame Schutzmittelkonzentrationen in die Fasern eingelagert werden. Ferner liegen auch die durch Einfärben in die Faser eingelagerten Schutzmittel in der unerwünschten Form von Klumpen mit Durchmessern von 0.01 μπι und mehr vor.
3. Die Beschichtungsmethode liefert zw ;r in an sich erwünschter Weise eine hohe Schutzmiuelkonzentration an der Faseroberfläche; jedoch ist der Schutzüberzug der Zerstörung durch Abrieb bei der Verarbeitung und bei der normalen Verwendung der Fasern ausgesetzt. Ein weiterer Nachteil dieser Methode für die gegenwärtig zur Verfugung stehenden aromatischen Polyamidfasern ist der. daß das als Bindemittel für das Schutzmittel dienende Harz als »Brennstoff« wirken kann, wodurch die erwünschte Flammensicherheit der aromatischen Polyamidfasern zunichte gemacht wird.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer aromatischen Polyamidfaser, die ein UV-Schutzmittel in mikrodispergierter Form enthält. Die Erfindung stellt eine solche, ein UV-Schutzmittel enthaltende Faser zur Verfügung.
Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen angegeben.
Vorzugsweise absorbiert die ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung bei einer Konzentration von nicht mehr als 50 ;Vcm2 bestrahlter Fläche in dem Wellenlängenbereich von 340 bis 390 ιτιμ, im Mittel mindestens 50% der einfallenden Strahlung. Bevorzugt als ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung wird 2(2'-Hydroxy3',5'-di-tert.-butylphenyl)-chlorbenzotriazo! verwendet.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnungen bezug genommen.
Fig. 1 ist eine Zeichnung, die aufgrund einer mit dem Elektronenmikroskop hergestellten Aufnahme eines Querschnittes durch eine aromatische Polyamidfaser angefertigt worden isi, die 6% UV-Schutzmittel in solcher Form enthält, daß etwaige Schulzmittelagglomeraie im Durchmesser kleiner als 0,01 μιη sind.
F i g. 2 ist eine Zeichnung, die nach einer clektoncnmikroskopischcn Aufnahme eines Querschnitts durch eine aromatische Polyamidfaser angefertigt worden ist, die 6% eingesponnenes UV-Schutzmittel enthält.
F i g. 3 ist eine Zeichnung, die nach einer mikrophotographischen Aufnahme eines mit ultravioletten Strahlen beleuchteten Querschnitts durch eine aromatische Polyamidfaser angefertigt worden ist. die kein UV-Schutzmittel enthält.
F i g. 4 ist eine Zeichnung die nach einer mikrophotographischen Aufnahme eines mit ultravioletten Strahlen beleuchteten Querschnitts durch eine aromatische Polyamidfaser angefertigt worden ist, die 6% UV-Schutzmittel in solcher Form enthält, daß alle etwaigen Schutzmittelagglomerate im Durchmesser kleiner als 0,01 μιη sind.
F i g. 5 ist eine Zeichnung, die nach einer mikrophotographischen Aufnahme eines mit ultravioletten Strahlen beleuchteten Querschnitts durch eine aromatische Polyamidfaser angefertigt worden ist, die 6% eingesponnenes UV-Schutzmittel enthält.
Fig.6 zeigt in Form eines Diagrammes den Abbau (das Vergilben) vcrschidener Fasern als Funktion der Belichtung mit ultraviolettem Licht. J5
Die Fasern gemäß der Erfindung können, wie es die nachstehenden Beispiele erläutern, hergestellt werden, indem man aus geeigneten Lösungen von aromatischen Polyamiden durch Trockenspinnen oder Naßspinnen Fasern erspinnt, die frisch entstandenen Fasern, die noch eine verhältnismäßig große Menge an restlichem Lösungsmittel enthalten, mit Wasser wäscht und die gewaschenen, noch nicht getrockneten Fasern mit einer wäßrigen Dispersion eines UV-Schutzmittels behandelt. Das Erhitzen während der Tränkung, und zwar vorzugsweise auf den Siedepunkt, begünstigt die Tränkung innerhalb einer nicht zu langen Zeitspanne. Anscheinend verdrängt dabei das Wasser das restliche Lösungsmittel und die Fasern, sofern sie nur naß bleiben, behalten dadurch eine besondere mikroporöse Struktur, in die das UV-Schutzmittel aus wäßrigen Dispersionen eindringen kann. Die anschließend unter Wärmeeinwirkung getrockneten Fasern enthalten das Schutzmittel in mikrodispergierter Form. Infolge ihrer verbesserten Struktur weisen diese Fasern gemäß der Erfindung eine verbes- *=> serte Widerstandsfähigkeit gegen die Verschlechterung ihrer Zugfestigkcitseigenschaflen und gegen Verfärbung oder — im Falle von gefärbten Proben — gegen Farbumschlag durch F.inwirkung ultravioletter Strahlen, z. B. des Sonnenlichts, auf. Die Fasern haben daher einen höheren Wert für Anwendungszwecke, wie Teppiche. Polsterwaren und Tuche, sowie auch für Kleidungsstücke wie Kindernachthemden bzw. Kinderschlafanzüge. Weiterhin ist nicht nur das inikrodispergicrtc Schutzmittel in diesen getrockneten Fasern beständig gegen das Auslaugen bei nachfolgenden Wasch- und Trockenvorgängen, sondern es wird auch die Färbegeschwindigkeit erhöht, und man erhält beim Färben leuchtendere Farben.
Die verbesserte Struktur der Fasern gemäß der Erfindung kommt in erster Linie in dem mikrodispergierten Zustand der Verteilung des UV-Schutzmittels in den Fasern zum Ausdruck, der sich stärker dem theoretischen Idealzusland eines molekular dispergicrten Schutzmittels annähen als die bisher erzielten »klumpigen« Schutzmittelablagerungen. Dieses Merkmal ist aus F i g. 1 und 2 ersichtlich. Diese Abbildungen sind Zeichnungen, die nach mit dem Elektronenmikroskop im durchfallenden Licht bei etwa 5000facher Vergrößerung hergestellten Aufnahmen von Faserquerschnitten angeferiigt worden sind. In beiden Abbildungen sind die Fasern aromatische Polyamidfasern mit einem UV-Schutzmiltelgchalt von b%. In Fig. 1 enthalten die erfindungsgemäßen Fasern 11 das Schutzmittel in mikrodispergiertcr Form, d. h. die Schutzmittelagglomerate sind so klein, daß sie bo von dem Elektronenmikroskop nicht mehr aufgelöst werden (die Pünktchen in den Zeichnungen von F i g. 1 und 2 sollen nur andeuten, daß die Faserquerschniue ein »graueres« Aussehen haben als der Hintergrund der im durchfallenden Licht hergestellten elcktronenmikroskopischen Aufnahme, sie bedeuten aber keine Schutzmittelagglomerate von mikroskopisch auflösbarer Größe, wie sie bei 21 in F i g. 2 erscheinen). In F i g. 2 entsprechen die Fasern 22 den bisher bekannten Fasern mit eingesponnenem Schui/miucl, wobei die Schutzmittelablagerun- to gen 21 sich leicht als kleine Klumpen von unregelmäßigen Größen erkennen lassen, die größer als 0,01 μιη sind und sich nach dem Kern der Faser hin anreichern.
Der Ausdruck »mikrodispergierter Schutzmittel« bedeutet daher im Sinne der Erfindung eine solche Vertei-
lung des UV-Schutzmittels, daß alle etwaigen Schutzmittelagglomeraic einen Durchmesser von weniger als 0,01 μΐη haben, was durch normale Elektroncntransinissionsmikrographie von Faserquerschnitten, z. B. mit dem Transmissionselektronenmikroskop »Philips EM-300«. festgestellt wird. Der Ausdruck »Agglomerat« umfaßt sowohl Teilchen als auch Zusammenballungcn von Teilchen des Schutzmittels. Es ist anzunehmen, daß das > Schutzmittel in Form von sehr feinen Einzelteilchcn oder Aggregaten solcher Teilchen vorliegt. Das Schutzmittel befindet sich in gesonderter Form, d. h. es läßt sich durch Lösungsmittel aus der Faser extrahieren und ist daher chemisch nicht an das Polyamid der Faser gebunden.
Die bevorzugte Methode zum Untersuchen von Faserquerschnitten durch Transmissionsmikrographie besteht darin, daß man eine geeignete Zahl von einzelnen Fäden, /.. B. mehrere Dutzend, in Gelatine einbettet. Die
ίο Fasern können über einen Drahtrahmenträger gespannt werden, der in eine 5 cm tiefe Schale getaucht wird die dann mit einer 14%igen wäßrigen Lösung einer von GcschmacksMoffen freien Proteingelatinc von 600C ge'üllt wird. Die Schale mit ihrem Inhalt wird 1 Stunde im Eisbad gekühlt und dann über Nacht bei Raumtemperatur stehengelassen. In etwa 2 Stunden erstarrt die Gelatine. Aus dem Gclatineblock wird mit der Rasierklinge ein »streichholzgroßes« Probestück ausgeschnitten, das die Fasern enthält. Eine geeignete Länge dieses Probes ;ükkes wird dann zu einem Gefriermikrotom überführt, mit einem Tropfen Wasser umgeben, ausgefroren und so zerschnitten, daß man '/; μηι dicke Querschnitte der Fasern erhält. Die Querschnitte werden dann nach den üblichen elektronen-transmission&mikrographischen Methoden bei geeigneter Vergrößerung, z. B. bei bis zu 20 OOOfacher oder noch stärkerer Vergrößerung, beobachtet, so daß Teilchen mit Durchmesser von 0,01 μιη und mehr aufgelöst werden. Wenn bei der Untersuchung einer repräsentativen Anzahl von Faserquerschnitten, z. B.
von 6 oder mehr Querschnitten, praktisch keine Schutzinittelagglomerate mit Durchmessern von mindestens 0,01 μΐη gefunden werden können, befindet sich das Schutzmittel in mikrodispergierter Form. Wenn allerdings dritte Komponenten, wie z. B. Mattierungsmittel oder antistatische Mittel in den Fasern enthalten sind, muß man sich der selektiven Extraktion oder anderer geeigneter Methoden bedienen, um festzustellen, ob etwaige, im Mikroskop beobachtete Teilchen Schutzmitteltcilchen oder Teilchen der dritten Komponente sind.
Die sich aus mit dem Transmissionselektronenmikroskop hergestellten Aufnahmen, wie Fig. 2, ergebende Tatsache, daß in aromatische Polyamidfasern eingesponnenes Schutzmittel nicht nur in »Klumpen« vorkommt, sondern auch (in unerwünschter Weise) bevorzugt im Faserkern angereichert ist. ist offenbar eine allgemeine Erscheinung. Diese ungünstige Verteilung des eingesponnenen Schutzmittels wurde durch die folgende UV-mikroskopische Methode bestätigt: Man verwendet ein gewöhnliches Mikroskop bei etwa 750—10OOfacher Ver-
jn größerung, um 5 μΓη dicke Faserschnitte zu untersuchen, auf die das Mikroskop unter Belichtung mit sichtbarem Licht scharf eingestellt wird. Dann wird die Quelle des sichtbaren Lichts durch eine ultraviolette Strahlungsquelle ersetzt, die zweckmäßig eine 365 nm-Emissionslinie eines gefilterten Quecksilberlichtbogens sein kann, und es wird eine mikrophotographische Aufnahme der Probe auf einem »Polaroid«-Film Nr. 107 hergestellt (gewöhnlich erweist es sich als zweckmäßig, vor der Belichtung mit ultraviolettem Licht die Scharfeinstellung etwas nachzustellen, was anhand einiger Versuchsaufnahmen durchgeführt werden kann, weil die Optik des Mikroskops gewöhnlieh nicht achromatisch ist). Die Wellenlänge der UV-Beleuchtung, z. B. 365 nm wird absichtlich so gewählt, daß die aromatischen Polyamide bei dieser Wellenlänge strahlendurchlässig sind, während die UV-Schutzmittel definitionsgemäß bei dieser Wellenlänge stark absorbieren. Daher liefern aromatische Polyamidfasern, die kein Schutzmittel enthalten, Querschnitte, die bei diesen mit ultravioletter Beleuchtung hergestellten
m mikrophotographischen Aufnahmen im wesentlichen »klar« erscheinen, wie es F i g. 3 zeigt. Im Gegensatz dazu erhält man von den Fasern gemäß der Erfindung, die mikrodispergiertes Schutzmittel enthalten, Querschnitte, d;e über ihre ganze Fläche hinweg »grau« erscheinen (was in den Abbildungen durch die Punktierung angedeutet ist), wobei die Dichte des »Grautons« von der Schutzmittelkonzentration, der Dicke des Querschnitts und der Belichtungszeit abhängt; ein Beispiel ist in der Zeichnung der F i g. 4 angegeben. F i g. 5 ist eine Zeichnung, die nach mikrophotographischen Ultraviolettaufnahmen von Querschnitten durch aromatische Fasern angefertigt worden ist, die ein eingesponnenes Schutzmittel enthalten, und zeigt, daß die grauen (punktierten) Bereiche — die durch Absorption von ultraviolettem Licht durch das Schutzmittel Zustandekommen — im Bereich des Faserkerns angereichert sind, in der Nähe der Faseroberflächc aber praktisch nicht vorkommen.(ln F i g. 4 und 5 deuten die Pünktchen wiederum den »Grauton«, nicht aber die Teilchen des Schutzmittels an, da etwaige Schutzmittelklumpen bei dieser Vergrößerung so klein sind, daß sie nicht mehr aufgelöst werden). Diese UV-Mikrophotographien sind aber in erster Linie nur als qualitatives Anzeichen für das Gefälle der Schutu.miltelkonzentration vom Faserkern zur Faseroberfläche hin brauchbar, da die quantitative Messung der örtlichen Schuizmittelkonzemration in der Nähe der Faseroberfläche bisher noch infolge von Beugungseffekten unzuverlässig ist. jedenfalls sprechen diese Daten stark dafür, daß bei den Fasern gemäß der Erfindung, die das Schutzmittel in mikrodispergierter Form enthalten, das Schutzmittel gleichmäßig im ganzen Faserquerschnitt verteilt ist, ein Umstand der gegenüber den aromatischen Polyamidfasern, die eingesponnenes Schutzmittel enthalten, zu bevorzugen ist, da diese Fasern einen ausschlaggebenden Schutzmittelmangel an der Faseroberfläche aufweisen. Ähnliche Querschnitlsbeobachtungen an aromatischen Polyamidfasern mit eingefärbtem UV-Schutzmittel zeigen unerwünschte örtliche Anreicherungen oder Klumpen von Schutzmittel in Faserfehlem und
bo Kräuse'knoten, während im Gegensatz dazu, das Schutzmittel in den erfindungsgemäßen Fasern gleichmäßig verteilt ist
Der Ausdruck »aromatisches Polyamid« bedeutet ein synthetisches Polymerisat von faserbildendem Molekulargewicht, welches sich vorwiegend durch wiederkehrende Einheiten der allgemeinen Formel
Ri R, O O
I I Ii Il
-N-Ar1-N-C-Ar2-C-
kennzeichnet, in der die Reste Ri unabhängig voneinander Wasserstoffalome oder niedere Alkylgruppen bedeuten können, während An und Ar> gleich oder verschieden sein können und unsubsiiiuierie zweiwertige aromatische Reste oder substituierte zweiwertige aromatische Reste bedeuten, wobei die kettenverlängernden Bindungen dieser zweiwertigen aromatischen Reste in in- oder p-Stellung zueinander stehen und die un einen aromalischen Kern etwa gebundenen Substiuienten niedere Alkylgruppen. niedere Alkoxygruppen. Halogenamine. ί Nitrogruppen, niedere Cabalkoxygruppen und/oder andere Gruppen sein können, die bei der Polymerisation kein Polyamid bilden. Die Herstellung dieser Polyamide ist in der US-Patentschrift 30 44 5) 1 beschrieben. Unter den Begriff »aromatische Polyamide« fallen auch die geordnet aufgebauten Copolymerisate, wie sie in der US-Patentschrift 32 32 910 beschrieben sind, sowie derjenigen Copolyamide, bei denen bis zu etwa 15% von An und/oder Ar2 durch nicht-aromatische, kcltenverbindendc zweiwertige organische Gruppen, wie die Hexame- in thylengruppe oder die Cyclohexylgruppe ersetzt sein können. Ein bevorzugtes aromatisches Polyamid ist Poly-m-phenylenisophthuisäurcamid. Ein linderes bevorzugtes Polyamid ist Poly(p-phenylenterephthalsäureamid).
Der Ausdruck »UV-Schutzmittel« bezieht sich auf einen Stoff, der elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 340—390 nm stark absorbiert und die absorbierte Energie zerstreut, ohne sich selbst oder das zu schützende Polyamid ?.u schädigen. Vorzugsweise soll da1· Schutzmittel hei einer Konzentration von nicht mehr als 50//cm2 bestrahlter Fläche in dem angegebenen Wcllenliingenbereich im Mittel mindestens 50% der einfallenden Strahlung (z. B. Sonnenlicht) absorbieren. Da die aromatischen Polyamidfasern selbst bei Wellenlängen von weniger als 340 nm sehr stark absorbieren, ist es unwesentlich, ob das UV-Schutzmittel ebenfalls bei diesen kürzeren Wellenlängen absorbiert oder nicht. Obwohl das UV-Schutzmittel auch eine gewisse Absorption bei Wellenlängen von mehr als 390 nm (also im Bereich des sichtbaren Lichtes) aufweisen kann, werden solche Stoffe weniger bevorzugt, weil sie farbig sind. Daher sind die »UV-Schutzmittel« im Sinne der Erfindung auf diejenigen Stoffe beschränkt, deren Hauptabsorption bei Wellenlängen von weniger als 390 nm stattfindet. Mehrere Arten von erfindungsgemäß verwendbaren UV-Schutzmitteln sind substituierte Benzotriazole, substituierte Benzophenone und substituierte Triazine. Ein bevorzugtes UV-Schutzmittel ist 2-(2'-Hydroxy-3',5'-ditert.-butylphenylJ-S-chlorbenzotriazol.
Das UV-Schutzmittel soll in der Faser in einer solchen Konzentration vorliegen, daß die Probe sich um das mindestens 1,5fache günstiger verhält als eine sehutzmittelfreie Faser. Zu Vergleichszwecken werden die Proben nach der Methode der AATCC-Prüf norm Ib E-1964 in einem »Xenon Weather-Ometer«, Modell 60-W, hergestellt von der Atlas Electric Divices Co., Chicago, Illinois, mit ultraviolette Strahlen enthaltendem Licht belichtet. Das Verhältnis der Belichtungszeiten (für die schutzmittclhaltigc Probe im Vergleich zu der schutzmittelfreien Probe), das für einen Rückgang der Zugfestigkeitseigenschaften bei beiden Proben um den gleichen Bruchteil, für die gleiche Zunahme des Vergilbens oder, im Falle von gefärbten Proben, für einen gegebenen Farbumschlag erforderlich ist, wird bestimmt (die dafür erforderliche schuztmittclfreic Bezugsfaser kann entweder ein Teil der bei dem gleichen Spinnvorgang erhaltenen Fasern sein, zu dem kein Schutzmittel zugesetzt worden ist, oder sie kann hergestellt werden, indem man aus einem Teil der schutzmittclhaltigen Faserprobe das Schutzmittel durch Lösungsmittelextraktion entfernt). Wenn man /. B. als Vergleichsmaßstab die Zugfestigkeitseigenschaften wählt, wird das Verhältnis der Belichtungszeiten bestimmt, die erforderlich sind, um beispielsweise die Festigkeit auf 50% ihres Anfangswertes zu vermindern. Wenn das »Vergilben« als Maßstab dienen soll, wird der »Gelbgrad« gemessen, indem man den »b«-Wert (auf modifizierten Adams'schen Farbkoordinaten) in Abhängigkeit von der Belichtungszeit unter Anwendung des Verfahrens von Glasser & Troy, veröffentlicht in »JOSA«, Band 42, Seite 652 (1952), mißt und das Verhältnis der Belichtungszeiten bestimmt, das für eine gegebene Änderung des »b«-Wertes, z. B. eine Änderung um 3 Einheiten für jede Probe, erforderlich ist. Wenn der »Farbumschlag« als Maßstab dienen soll (was für gefärbte Proben in Frage kommt), bestimmt man das Verhältnis der Belichtungszeiten, die für den gleichen Farbumschlag erforderlich sind (der Farbumschlag wird zahlenmäßig durch die αϊ entsprechende Stufe auf der geometrischen Grcy-Skala gekennzeichnet, vgl. AATCC-Methode 16). Wenn das bei irgendeinem dieser Versuche bestimmte Veihälntis mehr als 1,5 beträgt, enthält die schutzmittelhaltige Probe eine ausreichende Menge Schutzmittel. Da aromatische Polyamidfasern, die mindestens zwei Gewichts-% UV-Schutzmittel enthalten, im allgemeinen ein höheres als das erforderliche 1,5fache Verhältnis ergeben, und da ferner Schutzmittelmengen von mehr als 6 Gewichts-% nicht nur einen in bzeug auf die Zunahme der Schutzmittelkonzentration proportional geringeren Schutz gegen ultraviolettes Licht liefern, sondern auch häufig (und uiiei würiscMierwC-ise) in Torrn kleiner »Brocken« von überschüssigem Schutzmittel auftreten, die locker an der Faseroberfläche anhaften (obwohl die Beobachtung solcher Oberflächen-wBrocken« für sich allein noch nicht als Zeichen für einen Mangel an »mikrodispergierter« Schutzmittelverteilung in der Faser gewertet werden kann), liegen dieSchutzmittclgehalte im Bereich von 2—6 Gewichts-% der Faser.
In den folgenden Beispielen beziehen sich alle Prozentwerte, falls nichts anderes angegeben ist, auf das Gewicht
Beispiel 1
Herstellung der Fasern
Fasern werden aus einer gefilterten Lösung von 18,5% (bezogen auf das Gewicht der Lösung) Poly-{m-phenylenisophthalsäureamid) in Ν,Ν-Dimethylacelamid hergestellt, die 45% Calciumchlorid, bezogen auf das Gewicht des Polyamids, enthält. Das Polyamid hat eine inhärente Viskosität von 1,60, bestimmt an einer 0,5%igen Lösung b5 in Dimethylacetamid, die 4% LiCl enthält, bei 250C. Die Spinnlösung wird auf 133— 140°C erhitzt und mit einer Geschwindigkeit von 0,57 g/min/Spinnloch durch eine Mchrloch-Spinndüse, bei der jedes Spinnloch einen Durchmesser von 150 μιτι und eine Länge von 300 μπι hat, in erhitzte Spinnzellen versponnen. Jede Zelle hat
erhitzte Zonen mit Temperaturen von 3200C, 300°C, 2500C, 200"C bzw. 1600C von oben nach unten, in denen ein 395° C heißes Inertgas mit einer Geschwindigkeit von 1,67 kg/h strömt. An einer Führung am Boden einer jeden Zelle werden die Fäden zusammengeführt und mit einer wäßrigen Lösung überflutet, die 7 — 10% Dimeihylacetamid und 5—7% CaCIi enthalt. Die Fäden aus mehreren benachbarten Zellen werden zu einem großen Fadenbündel vereinigt, das als »Strang« bezeichnet wird; jeder Faden hat in crsponnenem Zustande einen Fadentiter von 1,332 tex.
Der nasse Strang wird mit einer Geschwindigkeit von 71 m/min wcilergefördert und in wäßrigen Bädern, die in einer 10 Behälter aufweisenden Vorrichtung enthalten sind, extrahiert und versteckt. Das Gesamtrcckvcrhältnis beträgt 4,2, und die Konzentrationen, Temperaturen und Reckverhältnisse in den einzelnen Bädern sind in Tabelle 1 angegeben. Auf den Strang wird eine Appretur aufgebracht und die Fasern werden in einer mit Wasserdampf arbeitenden Siopfbüchscnvorrichtung gekräuselt. Die gekräuselten, ungctrocknetcn Fasern werden naß in einem dicht verschlossenen Behälter gelagert.
Tabelle 1
Einstellung der Wasch-Verstreckungsmaschinc
i" Behälter Rcckverhällnis % DMAc*) % CaCIi Temperatur
'i; Nr. "C
'■' 1 2.55 28 9 82
2 1,41 28 9 82
3 1,13 20 7 82 K1 4 1,01 15 5 90 f. 25 5 1,01 10 3 90 $ 6 1,01 90 1Y-. 7 1.01 - - 95 >'i 8 1,01 - - 95 ■ 9 1.01 - - 95 t, 30 10 1.01 98
([£ *) DMAc = Dimethylformamid.
,£ Schutzmittelzusatz
:.' 35 Der ungetrocknete Strang (bestehend aus ungefähr gleichen Teilen von Faser und Wasser) wird in den Korb
:; einer Vorrichtung zum Färben von losem Material bis zu Vf, des Fassungsvermögens des Korbes eingefüllt. Es ist
ρ wichtig, daß der Strang gut gepackt ist. Über die Oberseite des Kuchens wird ein Metalldecke! gelegt, der durch
ί ■ Halteringe und eine Klinge festgehalten wird. Die Färbevorrichtung wird mit Wasser gefüllt und das Bad je
V) 3 Minuten von innen nach außen und 3 Minuten von außen nach innen umlaufen gelassen. Ein Emulgiermittel,
\i 40 ein lsopropylamin-Dodecylbenzolsulfonat, wird unter starkem Rühren in Wasser zu einer 10%igen Lösung
fl dispergiert, und die Lösung wird in einer Menge, entsprechend 3% Emulgiermittel, bezogen auf das Gewicht: der
!'■ trockenen Fasern, zu der Färbevorrichtung zugesetzt und 10 Minuten umlaufen gelassen. Hierauf wird ein
0 UV-Schutzmittel, nämlich 5-Chlor-2(2'-hydroxy-3',5'-di-terl.-butylphcnyl)-berizotriazol als 10%ige Aufschläm-
% mung in einer Menge, entsprechend 5% UV-Schutzmittel, bezogen auf das Gewicht der trockenen Fasern,
η 45 zugesetzt. Die Aufschlämmung wird hergestellt, indem man 100Teile UV-Schulzmittel, 900 Teile Wasser und
j& 3 Teile des oben genannten Emulgiermittels in einer Sandmühle so stark vermahlt, daß 90% des UV-Schutzmit-
E'; tels auf Teilchengrößen von 1—2 μιη zerkleinert werden. Dieses Gemisch läßt man nun 2 Stunden bei 21 — 27°C
|,. umlaufen. In dieser Zeit lagert sich ein großer Teil des Emulgiermittels und fast das ganze UV-Schutzmittel auf
i; den Fasern ab. Die Klinke und die Halteringe werden abgenommen und das Strömungsschema so geändert, daß
V ä0 die Strömung nur von außen nach innen erfolgt. Hierdurch wird es möglich, daß ein beträchtlicher Teil des
y Umlaufvolumens an lern Faserkuchen vorbeiströmt, so daß die Strömungsgeschwindigkeit durch den Faserku-
£s chen hindurch verm.ndert wird. Die Badtemperatur wird mit einer Geschwindigkeit von l°C/mtn auf den
;"; Siedepunkt gesteigert und 3 Stunden auf dieser Höhe gehalten. In dieser Zeit dringt ein Teil des UV-Schutzmittels und des Emulgiermittels in die Faser ein. während ein anderer Teil des Materials um die Fasern herum ein 55 Gel bildet. Aus den Fasern und dem umgebenden Gel wird das Wasser ausgepreßt, und Fasern und Gel werden dann auf einen Förderbandtrockner überführt. Beim Trocknen bei 138—143°C im Verlaufe von 25 Minuten dringt das UV-Schutzmittel weiter in die Fasern ein und völlig durch die Fasern durch und scheidet sich in mikrodispergierter Form in einer Konzentration von 4.5% ab. Wenn diese Fasern mit verschiedenen kationischen Farbstoffen gefärbt werden, zeigen sie ungefähr die doppelte UV-Lichtbeständigkeil wie ähnlich gefärbte, 60 aber schutzmittelfreie Fasern.
Beispiel 2
Dieses Beispiel erläutert das Ansteigen des Grades des Schutzes gegen ultraviolettes Licht mit zunehmender t)5 Konzentration des "UV-Schutzmittels. Zunächst wird eine sehr feine wäßrige Dispersion des in Beispiel I verwendeten UV-Schutzmittels hergestellt, indem man eine abgewogene Menge dieses Mittels in 10 ml Methylenchlorid löst. Die Lösung wird langsam in eine Lösung von 0,3 g des in Beispiel 1 genannten Emulgiermittels in 100 ml Wasser gegossen, während diese Lösung in einem Mischer gerührt wird. Dann wird die Rührgeschwin-
digkeit erhöht und das Rühren so lange fortgesetzt, bis das Methyienchlorid verdampft ist und man eine sehr feine wäßrige Dispersion des UV-Schutzmittels erhält.
Einzelne 20-g-Proben (die 10g Fasern enthalten) des nassen, ungetrockneten Stranges gemäß Beispiel 1 werden einzeln mit solchen Dispersionen behandelt, die die in Tabelle Il angegebenen verschiedenen Mengen an dem UV-Schutzmittel enthalten. Die Proben weiden 1 Stunde unter Rühren auf Raumtemperatur gehalten, mit 100 ml Wasser verdünnt und dann allmählich auf den Siedepunkt erhitzt und noch eine Stunde auf dieser Temperatur gehalten. Sodann werden die Fasern mil Wasser gespült, bei 104,5"C getrock let, in einer siedenden Detergenslösung, die 1% Fettalkoholsulfat und 1% Tetranatriumpyrophosphat enthält, gewaschen und schließlich getrocknet. Die Schutzmittelkonzcntiationen. die bei diesem Waschvotgang in den Fasern verbleiben, sind in Tabelle Il angegeben. Das Schutzmittel liegt in mikrodispergierter Form vor.
Diese behandelten Fasern werden in Form von Bäuschen auf Karten befestigt und alle Proben werden gleichzeitig in einem »Xenon Weather-Ometer« mit UV-Strahlung belichtet. Nach verschiedenen Belichtungszeiten wird die Verfärbung, (Vergilben) der Proben durch Messung der »b«Wcrtc festgestellt. Die Werte sind in Tabelle II angegeben. Sie zeigen, daß dieses besondere Schutzmittel etwas zum anfänglichen Gelbgrad der Fasern beiträgt, eine weitere Gelbfärbung unter der Einwirkung der UV-Bestrahlung jedoch verhindert. Die Änderung des »b«-Wertes von seinem Anfangswert, d. h. Δ »b«, isi für jede Probe in Abhängigkeit von der Belichtungszeit in F i g. 6 eingetragen. Die Daten zeigen, daß bei einer bestimmten Zunahme in der Vergiibung. z. B. bei einem Δ »b« von 3, diese schutzmittclhaltigen Fasern um weit mehr als das 1,5fache an Belichtungszeil im Vergleich zu den schutzmittelfreien Fasern geschützt sind, d. h. daß sie eine wirksame Menge Schutzmittel enthalten, und daß der Grad des Schutzes mit dem Schutzmittclgehalt zunimmt.
Obwohl die oben beschriebene Methode des Eindringens des Schutzmittels in die ungetrockneten Fasern bevorzugt wird, kann man auch zufriedenstellende Produkte mit mikrodispergiertem Schutzmittel nach einer anderen Methode erhalten, indem man eine Schulzmilteldispersion auf die ungetrockneten Fasern aufklotzt und die Fasern dann entweder mehrere Minuten mit Wasserdampf behandelt oder einfach erhitzt und die geklotzten Fasern schließlich bei Temperaturen bis 138° C trocknet.
Tabelle!!
Schutzmittclmenge
% Schutzmittel in gewaschener Faser
»b«-Wert Belichtungszeit, Ii 0 5
10
20
40
1 0 0 5,7 12,4 14,0 17,7 21,4
2 0,125 g 1,0% 7,4 10,3 11.6 14,4 18,2
3 0,50 g 2,9% 8,0 10,3 11.0 13,3 15,8
4·) 0,90 g 5,3% 8,0 9,8 11.0 12,9 15,1
*) In der Sandmühle vermahlene.s U V-Schutzmitiel.
B e i s ρ i e 13
Dieses Beispiel erläutert zu Vergleichszwecken das Verhalten von Fasern, die mikrodispergiertes Schutzmitte! enthalten, und solchen, die eingefärbtes Schutzmitlei enthalten.
Ein Teil des in Beispiel 1 hergestellten Faserstranges wird 0,5 Stunden bei 14O0C getrocknet. Zu diesen Fasern wird Schutzmittel nach einem »Färbeverfahren« zugesetzt, indem man 20 g Fasern in ein Becherglas eingibt, in dem sich ein wäßriges Bad befindet, das aus 2 g dispergiertem UV-Schui/.mitiel (dem gleichen wie in Beispiel 1), 2 g Farbstoffträger (einem Gemisch aus o- und p-N-Äthylloluolsulfonamiden), 0,6 g des in Beispiel 1 beschriebenen Emulgiermittels und 200 ml Wasser besteht. Die Temperatur des Bades wird 60 Minuten auf 100°C gesteigert, worauf man das Bad kühlt, die Fasern herausnimmt und mit 1 % Fetuilkoholsulfat wäscht. Der Gehalt an auf diese Weise eingefärbtem Schutzmittel beträgt 3.0% der Fasern. Die mikroskopische Untersuchung der Fasern zeigt aber, daß das Schulzmittel nicht in mikrodispergierter Form vorliegt, sondern in Faserfehlern und Kräuselknoten angereichert ist.
Zu Vergleichszwecken wird eine Faserprobe unter Verwendung von ungetrockneten Fasern hergestellt, die 3,6% an dem gleichen Schutzmittel in mikrodispergierter Form enthält. Die Beständigkeit dieser Fasern gegen das Vergilben unter der Einwirkung von UV-Belichlung wird, wie in Beispiel 2, bestimmt. Die hierbei erhaltenen Werte finden sich in Tabelle IH und zeigen, daß die Proben mit mikrodispergiertem Schutzmittel gemäß der Erfindung im Vergleich zu den Proben mit eingefärbtem Schutzmittel eine bedeutend höhere Beständigkeit gegen das Vergilben aufweisen, als sie allein aufgrund des etwas höheren Schutzmittelgehaltes erklärt werden könnte.
Tabelle III
Schulzmittelgchalt, %
»b«-Wen
Belichtungszeit, h
0 10
20
30
Ohne Schutzmittel
eingefärbtes Schutzmittel
mikrodispergiertes Schutzmittel
0 5,8 12,6 16,7 18,5
3,0 5.0 12.3 15,1 17,5
3.6 6,7 8.8 11.0 12.4
Beispiel 4
In einem Versuch, ähnlich demjenigen des Beispiels 3. werden Fasern hergestellt, die 3,6% eingesponnenes .r
UV-Schutzmittel (das gleiche wie in Beispiel 1) enthalten, indem das Schutzmittel vor dem Spinnen in der ;.
Spinnlösung gelöst wird. Das Schutzmittel liegt in den Fasern in Form von Klumpen vor, die größer als 0,01 μηι
sind. Eine andere Faserprobe, die 4% des gleichen Schutzmittels, aber in mikrodispergierter Form, enthält, wird ti
nach Beispiel 2 hergestellt. Diese beiden Faserproben und eine schutzmittelfreie Faserprobe werden zunächst i
bei 96°C mit dem Farbstoff »Color Index Basic Blue 54« gefärbt, wozu eine l%ige (bezogen auf das Faserge- ,:
wicht) wäßrige Farbflotte verwendet wird, die außerdem als gemischten Farbstoffträger 20 g/l Acetanilid und j<
ij 30 g/l Dimethylphthalat enthält, worauf die Fasern mit Hilfe des »Xenon Weather-Omeler« mit UV-Strahlung :;
belichtet werden. Nach 80stündiger Bestrahlung ist eier Farbstoff der schutzmittelfrcicn Probe vollständig i
zerstört, während nach 40stündiger Bestrahlung der Farbumschlag mit dem Wert 2—3 beurteilt wird (die ■■
Farbumschlagskala geht von 1 —5. wobei kleinere Zahlen eine stärkere Verfärbung bedeuten). Die 3,6% einge- t
sponnenes Schutzmittel enthaltenden Fasern verhalten sich etwa um das Doppelte besser, indem sie erst nach |
SOstündiger Bestrahlung einen Farbumschlagswert von 2—3 zeigen. Die Fasern gemäß der Erfindung, die 4% f
mikrodispergiertes Schutzmittel enthalten, zeigen nach 80stündiger Bestrahlung nur einen Farbumschlagswert von 3—4 und werden daher als etwa um das 3fache besser als die schutzmittelfreie Probe und um das etwa 1.5fache besser als diejenige Probe beurteilt, die etwa die gleiche Schutzmittelmengc eingesponnen enthält.
20 Tabelle IV Schuizmiuelgehalt Bruehencrgic. g/dtcx χ prozentuale Dehnung
Belichtungszeit, h
0 40
0.17
0.35
0.50
5
80 IbO
Probe 0
3.3%
4,8%
0.99
1.16
0.77
Beispiel
0,09
0,22
0,02
0,02
25
JO
1
2
3
Dieses Beispiel erläutert die Verwendung eines anderen UV-Schutzmittels, nämlich 2,2'-Dihydroxy-4,4'-dimethoxybenzophenon. Das UV-Absorptionsspektrum einer Weglünge von 1 cm einer Lösung von 0,01 g dieses UV-Schutzmittels in 600 ml Chloroform (entsprechend 16,7 γ Schutzmittel/cm2) in dem Wcllenlängenbereich
J5 von 340—390 nm wird aufgenommen und die Extinktionen in Abständen von 5 nm werden gemittelt und ergeben einen Mittelwert von 0,83 Extinktionseinheiten (d. h. ungefähr 85% Absorption). Diese Intensität der UV-Absorption bei einer Konzentration von nur 16,7//cm2 liegt weit über dem erforderlichen Minimum einer Absorption von 50% (0,3 Extinktionseinheiten) bei einer Konzentration von 50 ylcm2.
Es wird eine feine wäßrige Dispersion des Schutzmittels hergestellt, indem 1,25 g desselben in 10 ml Methylen-
jn chlorid gelöst werden, die Lösung unter Rühren in eine Lösung von 0,4 g des in Beispiel 1 angegebenen Emulgiermittels in 50 ml Wasser gegossen und das Rühren fortgesetzt wird, bis das Mcthylenchlorid verdampft ist. 20 ml dieser Dispersion werden auf 20 g des ungetrockneten Faserstranges gemäß Beispiel 1 (ungefähr 10 g Fasern) aufgeklotzt, und der Strang wird sodann bei 104,50C getrocknet und in einer wäßrigen Detergenslösung, die 1% Fettalkoholsulfat enthält, abgekocht. Die so erhaltenen Fasern, enthalten 3,3% Schutzmittel in mikrodispergierter Form, was sich daraus ergibt, daß sich bei der Untersuchung unter dem Elektronentransmissionsmikroskop Agglomerate mit Größen von 0,01 um oder mehr nicht feststellen lassen. Zwei weitere Proben werden in ähnlicher Weise hergestellt; die eine Probe enthält 4,8% Schutzmittel, die andere Probe kein Schutzmittel. An einzelnen Fäden, die diesen drei Proben entnommen worden sind, wird die Bruchenergie (das Integral über die Energie-Dehnungskurve, bestimmt nach der ASTM-Prüfnorm D-2256) als Funktion der UV-Belichtungszcit bestimmt. Die Werte finden sich in Tabelle IV. Der Schutz, den das mikrodispergierte Schutzmittel den Fasern gegen die Verschlechterung ihrer Zugfcstigkeitscigenschaftcn unter der Einwirkung von UV-Strahlen verleiht, ist deutlich daraus ersichtlich.
Beispiel 6
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung von Fasern, die ein mikrodispergiertes Schutzmittel enthalten, aus einem anderen aromatischen Polyamid, nämlich Poly-(p-phcnylentcrephthalsäureamid).
Aus einer 8%igen Lösung von Poly-(p-phenylentcrephthalsäureamid) in 100%igcr Schwefelsäure werden Fasern hergestellt. Die Spinnlösung enthält außerdem 0,9% Chlor Index Vat Green 8, Color Index No. 71 050. w) und 0.H0Zo Color Index Vat Violet 1, Color Index No. 60 010 (bezogen auf das Polyamid). Das Polyamid hat eine inhärence Viskosität von 2,5. bestimmt an einer 0,5%igen Lösung in konzentrierter (mehr als 96%iger) Schwefelsäure bei 250C. Bei 80"C wird die Lösung durch eine Mehrlochspinndüse, deren Spinnlöcher je 38 μιτι Durchmesser und 38 μηι Lunge aufweisen, in ein wäßriges Bad von 80"C gepumpt, welches 5—10% Schwefelsäure enthält. Die Spinngoschwindigkeit beträgt Yo.b πι/min, und die laser wird bei 25 — 30"C in 5 Bädern extrahiert, hi Die ersten 3 Bäder enthalten nur Wasser, das nächste Bad Natriumcarbonat bei einem pH-Wert von 9 und das letzte Bad wiederum Wasser. Die Verstrickung bei der Extraktion beträgt 6%. was ausreicht, um die Faser bei der Extraktion unter Spannung zu halten.
!■!ine Dispersion des in Beispiel 1 verwendeten UV-SchutzmiltcIs wird hergestellt, indem man 30 ml einer
9,5%igen Dispersion des Schutzmittels (in der Sandmühle vermählen) mil Wasser auf 500 ml verdünnt und 1.5 g des in Beispiel 1 genannten Emulgiermittels zusetzt. Diese Dispersion, die 2,5 g (UV-Schutzmittel enthält, wird in ein Geiäß einer genormten Waschmaschine (l.aunderometer) eingebracht und mit 3% g (Trockengewicht 50 g) nassen, angetrockneten Fasern aus Poly(p-phenylentcrephiahlsäureamid) versetzt. Das Gefäß wird dicht verschlossen und man läßt die Dispersion 1 Stunde bei Raumtemperatur (l.aiinderomeicr) umlaufen und erhitzt sie dann 3 Stunden zum Sieden. Hierauf wird die Faser aus dem Gefäß herausgenommen und bei 12ΓΌ in einem Trockner mil Feuchtigkeitsanzeigc 1 Stunde getrocknet. Die behandelten Fasern werden in einer l%igen Tensidlösung abgekocht und bei 104.5°C getrocknet. Die Analyse ergibt, daß die Fasern 2.1% UV-Schutzmittel enthalten, und die Unteruchung unter dem Elektronentransmässionsmikroskop zeigt, daß das UV-Schutzmittel in den Fasern in mikrodispergierter Form vorliegt, was sich daraus ergibt, daß Agglomerate mit Größen von 0,01 μπι oder mehr nicht vorhanden sind. Es werden Stapelfaserbäusche hergestellt und mit Hilfe des »Xenometers« belichtet Nach 40stündiger Belichtung hat der Farbumschlag der sehut/mittelhaltigen Fasern ungefähr den gleichen Wert wie der Farbumschlag der sonst gleichen, aber schutzmittelfrcien Fasern nach 20 Stunden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Faser aus aromatischem Polyamid, in der 2 bis 6 Gew.-% einer ultraviolettes Licht im Wellenlängenbereich von 340 bis 390 nm absorbierenden Verbindung verteilt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierende Verbindung in mikrodispergierter Form vorliegt, so daß etwaige Agglomerate im Durchmesser kleiner als 0,01 μίΓ^ηα.
2. Faser nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung ein substituiertes Benzotriazol, ein substituiertes Benzophcnon oder ein substituiertes Triazin ist.
3. Faser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Polyamid-Poly^-mphenylenisophthalsäureamid oder Poly(p-phenylenterephih.ilsäurcamid) ist.
4. Verfahren zur Herstellung der Paser nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die aus einer Lösung eines aromatischen Polyamids in einem geeigneten Lösungsmittel durch Trockenspinnen oder Naßspinnen frisch erhaltene, mit Wasser gewaschene, aber noch nicht getrocknete Faser in einer wäßrigen Dispersion der ultraviolettes Licht absorbierenden Verbindung erhitzt und dabei die absorbieren-
de Verbindung in die Faser in einer Menge von 2 bis 6 Gcw.-%, bezogen auf die Faser, eindringen läßt, und daß man die Faser sodann durch Erhitzen trocknet.
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Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2438543C3 (de) * 1974-08-10 1979-07-19 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung gefärbter Fäden aus vollaromatischen Polyamiden
DE2438546C3 (de) * 1974-08-10 1979-08-02 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung gefärbter Fäden aus vollaromatischen Polyamiden
DE2438544C3 (de) * 1974-08-10 1979-08-02 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung gefärbter Fäden aus vollaromatischen Polyamiden
DE2438545C3 (de) * 1974-08-10 1979-08-09 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verfahren zur Herstellung gefärbter Fäden aus vollaromatischen Polyamiden
US4048279A (en) * 1975-06-25 1977-09-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Washing process for inorganic acid containing polyamide fibers
US4144023A (en) * 1977-10-11 1979-03-13 E. I. Du Pont De Nemours And Company Dyeing of high strength, high modules aromatic polyamide fibers
JPS5569649A (en) * 1978-11-21 1980-05-26 Teijin Ltd Aromatic polyamide composition
JPS55122012A (en) * 1979-03-13 1980-09-19 Asahi Chem Ind Co Ltd Poly-p-phenylene terephthalamide fiber having improved fatigue resistance and its production
US4755335A (en) * 1986-09-12 1988-07-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method of improving impregnation of poly (meta-phenylene isophthalamide) fibers
JPS62276021A (ja) * 1986-05-23 1987-11-30 Nitto Boseki Co Ltd 炭素繊維の製造方法
KR950009251B1 (ko) * 1987-05-29 1995-08-18 이. 아이. 듀퐁 드 네모아 앤드 캄파니 수축성 섬유의 처리방법
JPS6414317A (en) * 1987-06-18 1989-01-18 Du Pont Colored aramid fiber
US4883496A (en) * 1988-02-14 1989-11-28 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for dyeing crystalline aromatic polyamide fibers with water-insoluble dyes
US4994323A (en) * 1988-08-01 1991-02-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Colored aramid fibers
US5114652A (en) * 1988-08-01 1992-05-19 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making colored aramid fibers
US4985046A (en) * 1989-06-09 1991-01-15 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for preparing poly (paraphenylene terephthalamide) fibers dyeable with cationic dyes
US5124900A (en) * 1989-11-28 1992-06-23 Manifesto Corporation Light diffuser
EP0568912B1 (de) * 1992-05-07 1996-11-13 Teijin Limited Aromatische Polyamidfäden mit verbesserter Wetterwiderstandsfähigkeit
JPH0725807A (ja) * 1993-07-15 1995-01-27 Kureha Chem Ind Co Ltd ジクロロアセトアルデヒド水和物をクロラールと併産する方法
US5700394A (en) * 1994-12-13 1997-12-23 Ciba Specialty Chemicals Corporation Method for the treatment of textile fibers
US5621067A (en) * 1995-03-30 1997-04-15 Industrial Technology Research Institute Wholly aromatic polyamides with improved flame resistance
US5723570A (en) * 1995-03-30 1998-03-03 Industrial Technology Research Institute Wholly aromatic polyamide fiber with improved dyeability
US5824614A (en) * 1997-04-24 1998-10-20 Basf Corporation Articles having a chambray appearance and process for making them
US6451070B1 (en) 1998-03-06 2002-09-17 Basf Corporation Ultraviolet stability of aramid and aramid-blend fabrics by pigment dyeing or printing
ATE479419T1 (de) * 2000-02-17 2010-09-15 Basf Se Wässrige dispersion wasserunlöslicher organischer uv-filtersubstanzen
US6409017B1 (en) 2000-06-30 2002-06-25 Corning Incorporated Use of inhibitor in optical fiber reel covers
CA2633173C (en) 2005-12-16 2014-08-05 Southern Mills, Inc. Protective garments that provide thermal protection and are relatively lightweight and flexible
US7811952B2 (en) * 2006-04-20 2010-10-12 Southern Mills, Inc. Ultraviolet-resistant fabrics and methods for making them
US20080153372A1 (en) * 2006-04-20 2008-06-26 Southern Mills Insect-Repellant Fabrics and Methods for Making Them
PL2007943T3 (pl) * 2006-04-20 2012-10-31 Southern Mills Inc Tkaniny odporne na promieniowanie ultrafioletowe i sposoby ich wytwarzania
JP4804590B1 (ja) 2010-04-14 2011-11-02 帝人テクノプロダクツ株式会社 メタ型全芳香族ポリアミド繊維
KR101386429B1 (ko) * 2012-12-28 2014-04-29 코오롱인더스트리 주식회사 파라-아라미드 섬유의 제조방법
CN106592216A (zh) * 2015-10-14 2017-04-26 中国石化仪征化纤有限责任公司 一种抗紫外线芳纶纤维的制备方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3004896A (en) * 1956-12-14 1961-10-17 Geigy Ag J R Ultra-violet light-absorbing composition of matter
BE570013A (de) * 1957-08-01 1900-01-01
NL242714A (de) * 1958-08-26
CH350763A (de) * 1958-10-14 1960-12-15 Ciba Geigy Verwendung von Azolverbindungen als Schutzmittel gegen ultraviolette Strahlung
US3094511A (en) * 1958-11-17 1963-06-18 Du Pont Wholly aromatic polyamides
US3049443A (en) * 1959-01-07 1962-08-14 American Cyanamid Co Process of dyeing synthetic fibers with o-hydroxybenzophenones
US3320207A (en) * 1961-12-21 1967-05-16 American Cyanamid Co Process for applying ultraviolet absorbers to textile materials
US3282886A (en) * 1962-07-27 1966-11-01 Du Pont Polycarbonamides of improved photostability and dye lightfastness
US3454412A (en) * 1966-10-19 1969-07-08 Gen Mills Inc Stabilized synthetic polyamides
US3493633A (en) * 1968-08-13 1970-02-03 Du Pont Production of dyed polyamide filaments containing a phenolic antioxidant
US3641213A (en) * 1969-02-27 1972-02-08 American Cyanamid Co Synergistic uv absorber combination for polypropylene-polyvinylpyridine blend
CA960824A (en) * 1969-12-20 1975-01-14 American Cyanamid Company Wet-spinning polymer solution containing dispersion of solid in insoluble liquid
JPS4958147A (de) * 1972-10-05 1974-06-05

Also Published As

Publication number Publication date
CA1032719A (en) 1978-06-13
AT339463B (de) 1977-10-25
FR2205588B1 (de) 1977-09-23
AU6201473A (en) 1975-05-01
JPS551367B2 (de) 1980-01-14
LU68737A1 (de) 1974-05-17
JPS4975824A (de) 1974-07-22
DE2354756A1 (de) 1974-05-09
BE806784A (fr) 1974-04-30
GB1417526A (en) 1975-12-10
NL7315085A (de) 1974-05-06
US3888821A (en) 1975-06-10
NL185466B (nl) 1989-11-16
SE395723B (sv) 1977-08-22
IT1007557B (it) 1976-10-30
FR2205588A1 (de) 1974-05-31
ATA920573A (de) 1977-02-15
NL185466C (nl) 1990-04-17

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