DE2458373A1

DE2458373A1 - Verfahren zur herstellung von polyesterfasern mit guter anfaerbbarkeit

Info

Publication number: DE2458373A1
Application number: DE19742458373
Authority: DE
Inventors: Susumu Omori; Hiroshi Yasuda
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1973-12-13
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1975-06-19
Also published as: US4076783A; JPS5089632A; DE2458373B2; JPS528418B2

Description

Köln, den 9.12.74

T ο y ο b ο Q o. . , , L t d., No. 8, Doujimahamadouri 2-chome, Kita-ku, Osaka-shi, Osaka-fu (Japan).

. Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit guter Anfärbbarkeit ·

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit ausgezeichneter Färbbarkeit mit basischen Farbstoffen und Dispersionsfarbstoffen, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern, bei dem man Polyester, die überwiegend aus wiederkehrenden ithylenterephthalateinheiten bestehen und eine von einer Dicarbonsäure oder einem Diol abgeleitete Estereinheit, die wenigstens eine Metallsulfonatgruppe enthält, in einer Menge von 0,5 Mol-$ oder mehr enthalten, unter Bedingungen schmelzspinnt, unter denen eine starke Orientierung stattfindet und Fäden mit einer Doppelbrechung (Δη) von 0,015 bis 0,100 gebildet werden, und die erhaltenen Fäden bei einer bestimmten Temperatur mit einem bestimmten Streckverhältnis verstreckt.

Es ist bekannt, daß Polyesterfasern, die SuIfonatgruppen enthalten, mit basischen Farbstoffen färbbar sind und durch Copolymerisation von Polyestern, die überwiegend aus wiederkehrenden Äthylenterephthalateinheiten bestehen, mit einer Dicarbonsäure oder

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einem Diol, die wenigstens eine Metalisulfonatgruppe enthalten, hergestellt werden können ο Der Gehalt an Sulfonatgruppen in den Polyesterfasern läßt sich jedoch kaum erhöhen, weil die Erhöhung des Gehalts an Sulfonatgruppen zu Schwierigkeiten bei der Polymerisationsreaktion und beim anschließenden Spinnen führt. Der Verbesserung der Anfärbbarkeit der Polyesterfasern mit "basischen Farbstoffen durch Anlagerung einer.SuI-fonatgruppe ist somit eine Grenze gesetzt, und die Farbstoffaufnahme läßt sich nicht, zufriedenstellend verbessern, wenn die Sulfonatgruppen enthaltenden Polyesterfasern nicht liei hoher Temperatur von etwa 120°C und unter hohem. Druck gefärbt, werden. Wenn die Pasern durch Kochen gefärbt werden,, beträgt die Färbst off auf nähme- nur etwa. -30$,· und _;zur Steigerung der Farbstoff aufnahme auf -100$ muß bei hoher Temperatur· ■.. von etw.a. 120 G und unter hohem Druck gefärbt werd.en.

Außerdem werden die Polyesterfasern, die Sulfonatgruppen enthalten, im allgemeinen leicht hydrolysiert, so daß die Fäden sich nachteilig verändern, wenn, sie im nassen Zustand auf hohe Temperaturen erhitzt werden. Zwar hängt die Hydrolyse vom pH-Wert der Behandlungslösung ab, jedoch werden die Fäden stark geschädigt, wenn die Temperatur über 100:°G liegt. Beispielsweise haben Polyesterfasern, die eine Grenzviskosität (.JVV) von 0,37 (bei 3O⁰G in einem Lösungsmittelgemisch- aus : Phenol und Tetrachloräthan.im Verhältnis von 3i2) ._;:- haben und überwiegend aus wiederkehrenden Äthylen- .. terephthalateinheiten bestehen und, bezogen auf Dimethylterephthalat, 2 Mol-fo. Natrium-3,5-di(carbomethoxy)-benzolsulfonat enthalten, nach der Behandlung in siedendem Wasser von 100 C oder in Wasser bei 120 G unter Druck für 30 Minuten die nachstehend in Tabelle 1 genannten Grenzviskositäten. ;

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	Tabelle	4,	1	- Wert	VJl	8,	5
Temperatur ⁰G	3,0	0, 0,	pH 0	. o, o,	36 30	0, 0,	35 26
100 120	0,30 0,13	35 19

Wenn somit die Sulfonatgruppen enthaltenden Polyesterfasern bei hoher Temperatur und unter hohem Druck gefärbt werden, um ihnen tiefe Farbtöne zu verleihen, werden die Fäden natürlicherweise durch die Hydrolyse geschädigt. ;

Da ferner die Polyesterfasern nicht bei Temperaturen unterhalb von 100⁰C und bei Normaldruck gefärbt werden können, sondern bei hoher Temperatur und unter hohem Druck gefärbt werden müssen, ist man hinsichtlich der Farbstoffe auf solche mit hoher Wärmebeständigkeit beschränkt. Ferner sind teure Hochdruck-Färbeapparate erforderlich., Wenn außerdem die Polyesterfasern gemeinsam mit anderen Fasern wie Baumwolle und Wolle verwendet werden, die sich nicht zum Hochdruckfärben eignen, ist die gewünschte Färbung in tiefen Farbtönen nicht

■ i

erreichbar. ■ j

■ · ι

Es wurde- nun gefunden, daß Polyesterfasern mit verbesserter Färbbarkeit hergestellt werden können, wenn ' ·

Polyester, die Sulfonatgruppen enthalten, durch ; Schmelzspinnen unter Bedingungen, unter denen eine starke Orientierung eintritt und'Fäden mit einer·' · Doppelbrechung (Δη) von 0,015 bis 0,100 gebildet werden, verarbeitet und die erhaltenen Fäden bei einer bestimmten Temperatur mit einem bestimmten Streckverhältnis verstreckt werden. I

Gegenstand der Erfindung sind demgemäß ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit ausgezeichneter Färbbarkeit mit basischen Farbstoffen und 5 0.9.8.2 5/09AS.

Dispersionsfarbstoffen sowie Polyesterfasern, die mit hoher Farbstoffaufnahme bei einer Temperatur von weniger als 100⁰C, bei der keine Schädigung der Fäden stattfindet, gefärbt werden können.

Gemäß der Erfindung werden Polyesterfasern mit den gewünschten Eigenschaften hergestellt, indem man Polyester, die überwiegend aus wiederkehrenden Äthylenterephthalateinheiten bestehen und eine von einer Dicarbonsäure oder einem Diol abgeleitete Estereinheit, die wenigstens eine Metallsulfonatgruppe enthält, in einer Menge von 0,5 MoI₀-^ oder mehr enthalten, unter Bedingungen schmelzspinnt, unter denen eine starke Orientierung eintritt und Fäden mit einer Doppelbrechung (Δη) von 0,015 bis 0,100 gebildet werden, und die erhaltenen Fäden bei einer Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Polymeren liegt und der folgenden Gleichung (1) genügt, und bei einem Streckverhältnis vom 1,05-fachen bis zum maximalen Verhältnis gemäß den folgenden Gleichungen (2) und (3) verstreckt:

(1) 100^ T < 4 χ (Δη X 10⁵) + 70

■ ₍₂) _{DR =} ^- +

max-L , _{le61 +} i.oi(lV_f) - 0.0518(Δη Χ ICK)

30

max_{2 Δη} xio⁵ + 5

worin T die Strecktemperatur in ⁰C₅An die Doppelbrechung der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, DR und DR jeweils ein maximales Streck-

verhältnis (n-faches) sind und IV~ die .Grenzviskosität der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, gemessen bei 3O⁰C in einem Lösungsmittelgemisch von Phenol und Tetrachloräthan im Verhältnis von 3:2.

5üW257CT9i9 V "

Die für die Zwecke der Erfindung als Ausgangsmaterial, verwendeten, SuIfonatgruppen enthaltenden Polyester enthalten wenigstens 80 Mol.-$ wiederkehrende Ä'thylenterephthalateinheiten und werden durch Copolymerisation von Äthylenglykol oder Äthylenoxyd und Terephthalsäure oder ihren funktionellen Derivaten zusammen mit einer Diearbonsäure oder einem Diol, die eine Metallsulfonatgruppe der Formel

R-Z-R

SO₃M

enthalten, worin Z ein dreiwertiger aromatischer oder aliphatischer Kohlenwasserstoffrest (z.B.

Niederalkyl-C-CHgO(CHg)₅-, ^

oder

-0

R eine Gruppe der Formel -0-C-Alkyl, -C-OH, -C-O-Alkyl,

I! It Il

0 0 0

-(CH₂)_nOH,

-0-(CH₂)_n-/0(CH₂)_n_7_m-0H oder -C-/O(OH₂)_n-7_m-OH ist, ;

.8 ' ■ I

wobei der Alkylrest jeweils ein niederer Alkylrest ist, η und m jeweils eine ganze Zahl von 1 oder mehr, vorzugsweise von 1 bis 4 sind, M ein Metall (z.B. Natrium, Kalium oder Lithium) ist und der niedere Alkylrest 1 bis 4 C-Atome enthält, in Gegenwart oder Abwesenheit " eines oder mehrerer anderer copolymerisierbarer Monomerer, z.B. einer bifunktionellen Säure (z.B. Isophthalsäure, Adipinsäure oder p-Hydroxybenzoesäure) oder ihrer Derivate und/oder eines zweiwertigen Alkohols (z.B. Diätbylenglykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol

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oder 1,A-Hydroxymethylcyclohexan) hergestellt. Gemische von Sulfonatgruppen enthaltenden Polyestern, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden sind, mit einem Polyester, der wenigstens 80 Mol,-$ wiederkehrende Äthylenterephthalateinheiten enthält, können ebenfalls als Ausgangsmaterialien verwendet werden. Der eingesetzte Sulfonatgruppen enthaltende Polyester sollte 0,5 Mol.-$ oder mehr, vorzugsweise 1,5 bis ; 5 Mol.-$ Sulfonatgruppen enthaltende Estereinheiten enthalten. Die eingesetzten Polyester haben vorzugsweise eine Grenzviskosität (IV ) von 0,35 bis 0,55,

insbesondere von 0,37 bis 0,45. !

Als Beispiele geeigneter Dicarbonsäuren und Diole, die eine Metallsulfonatgruppe enthalten, sind Natrium-3,5-di(carbomethoxy)benzolsulfonat, Kalium-3,5-di(carbomethoxy)benzolsulfonat, Natrium-1,8-di(carbomethoxy)-naphthalin-3-sulfonat, Kalium-2,5-di(carboraethoxy)-benzolsulfonat und Kalium-2,5-di(hydroxyäthoxy)benzolsulfonat zu nennen.

Gemäß der Erfindung werden die Sulfonatgruppen enthaltenden Polyester geschmolzen und unter Bedingungen gesponnen, unter denen sie so stark orientiert werden, daß die Doppelbrechung (Δη) der gebildeten Fäden im Bereich von 0,015 bis 0,100, vorzugsweise von 0,020 bis 0,050 liegt. Das Schmelzspinnen mit starker Orientierung kann beispielsweise durchgeführt werden, indem die Aufspulgeschwindigkeit der gesponnenen Fäden auf mehr als 2000 m/Min, erhöht, der Spinnzug (spinning draft) durch Vergrößerung des Bohrungsdurchmessers der Spinndüse verstärkt, die Spinntemperatur soweit wie möglich gesenkt wird, die gesponnenen Fäden stärker gekühlt werden oder eine beliebige Kombination dieser Maßnahmen angewandt wird (siehe Dr.Hermann Ludewig "Polyesterfasern", Seite 159-163, Akademie-Verlag, Berlin 1965).

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Die in dieser Weise hergestellten Fäden haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,015 oder mehr, und mit Fäden mit höherer Doppelbrechung kann das'gewünschte Produkt mit besserer Anfärbbarkeit erhalten werden. Es ist zwar noch nicht geklärt, warum die Anfärbbarkeit durch Schmelzspinnen mit starker Orientierung verbessert wird, jedoch wird -angenommen, daß im Zustand hoher Orientierung der nicht-kristalline Bereich der Fäden fast nicht orientiert ist und ferner die Sulfonatgruppen enthaltenden Segmente sich im nicht-kristallinen Bereich zu konzentrieren pflegen. Als Folge hiervon haben die Fäden eine feine Struktur, die die Farbstoffe im Gegensatz zu den üblichen Fäden selbst nach dem Verstrecken leicht adsorbieren bzw„ aufnehmen ο Vorzugsweise sollten somit die Fäden nach dem Spinnen eine möglichst hohe Doppelbrechung (Δη) haben, jedoch ist es vom Standpunkt der schlechten Spinnbarkeit und der hohen Apparatekosten nachteilig, die Spinnbedingungen so einzustellen, daß die Doppelbrechung über 0,100 liegt.

Die in dieser Weise erhaltenen gesponnenen Fäden werden dann unmittelbar oder nach dem Aufwickeln auf Spulen oder nach der Aufnahme in einem Behälter verstreckt.

Wenn sie nicht verstreckt werden, haben sie eine zu ! hohe Bruchdehnung, so daß sie praktisch unbrauchbar sind.

Beim Verstrecken pflegt die gute Anfärbbarkeit der Fäden schlechter zu werden. Es wurde nun gefunden, daß dieser Nachteil vermieden werden kann, wenn das Verstrecken bei einer Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Polymerisats liegt und der vorstehenden Gleichung (1) genügt, und bei einem Streckverhältnis vom 1.,05-fachen bis zum maximalen Verstreckungsverhältnis gemäß den vorstehenden Gleichungen (2) und (3) durchgeführt wird, wobei die gewünschten, für die

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Praxis brauchbaren Polyesterfasern erhalten werden, die auch nach dem Verstrecken eine außerordentlich gute Anfärbbarkeit mit basischen Farbstoffen oder Dispersionsfarbstoffen aufweisen.

Um die Zerstörung der für diese gute Anfärbbarkeit verantwortlichen Struktur zu verhindern, sollte die Strecktemperatur wenigstens 100 C-, vorzugsweise 120 C oder mehr betragen, aber unter dem Schmelzpunkt des Polymerisats liegen und ferner nicht höher sein als 4 χ (Δη χ 10 ) + 70⁰C, vorzugsweise nicht höher als 4 x (Δη*10 ) + 6O⁰C. Wenn die üblichen Polyesterfasern bei 100⁰C oder darüber verstreckt werden, tritt eine Überstreckung (super draw) ein, wobei die gewünschte Orientierung nicht erreicht werden kann. Im Gegensatz hierzu werden die gesponnenen Fäden mit hoher Doppelbrechung, wie sie gemäß der Erfindung erhalten werden, vorteilhafter bei hohen Temperaturen von 100 C oder darüber verstreckt, während bei Verstreckung dieser Fäden bei niedriger Temperatur unterhalb von 100⁰C schlechte Anfärbbarkeit die Folge ist. Außerdem führt eine Verstreckungstemperatur außerhalb des vorstehend genannten Bereichs zu zahlreichen Verschmelzungen der Fäden und Fadenbrüchen. Vorzugsweise wird die Verstreckung unter Verwendung von Wasserdampf einer Temperatur von 100
durchgeführt.

ratur von 100⁰C oder mehr oder mit einer Heizplatte

Das maximale Verstreckungsverhältnis wird insbesondere durch die vorstehende Gleichung (2) bestimmt. Wenn das Verhältnis oberhalb dieses Bereichs liegt, wird die Anfärbbarkeit der Polyesterfasern verschlechtert. Wenn die Grenzviskosität (IV^) der Fäden nach dem Schmelzspinnen kleiner und die Doppelbrechung (Δη) nach dem Schmelzspinnen größer ist, kann das maximale Streckverhältnis erhöht werden. Vom Standpunkt der Anfärbbarkeit

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ist somit bei höherer Doppelbrechung (^ n) ein höheres maximales Streckverhältnis anwendbar, jedoch ist andererseits das maximale Streckverhältnis auch vom Standpunkt der Dehnungseigenschaften und der Verarbeitbarkeit begrenzt. Das maximale Streckverhältnis ist durch die vorstehende Gleichung (3) bestimmt. Wenn die Fäden über das maximale Streckverhältnis gemäß Gleichung (3) hinaus verstreckt werden, verschlechtern sich die Dehnungseigenschaften der verstreckten Fäden erheblich. Ferner treten sehr häufige Fadenbrüche auf, so daß Fortsetzung des Betriebs praktisch unmöglich ist. Demzufolge ist das maximale Streckverhältnis durch beide Gleichungen (2) und (3) bestimmt. Im Falle von Fäden mit einer Grenzviskosität (rv_f) von 0,42 und 0,50 kann der Bereich des Streckverhältnisses durch Fig. 1 dargestellt werden, in der der schraffierte Bereich der gewünschte Bereich des Streckverhältnisses ist.

Die in dieser Weise hergestellten verstreckten Fasern ■

ο '

können bei einer Temperatur unter 100 C mit genügend hoher Farbstoffaufnähme gefärbt werden. Gesponnene Garne werden nach dem Verstrecken zu Stapelfasern geschnitten und dann in Form von Kabeln, Stapelfasern, Filamenten, ; Gewirken oder Geweben bei einer Temperatur von weniger j als 1OO°C während jeder Stufe einwandfrei gefärbt. Ein Carrier ist zum Färben nicht erforderlich. Als Farbstoffe eignen sich basische Farbstoffe sowie andere Dispersionsfarbstoffe, j

Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von Polyesterfasern mit sehr guter Anfärbbarkeit mit basischen Farbstoffen oder Dispersionsfarbstoffen ohne jede Verschlechterung der Eigenschaften der Fäden durch Hydrolyse. Es ist nicht erforderlich, die Polyesterfasern gemäß der Erfindung bei hohen Temperaturen und unter hohem Druck zu färben, so daß verschiedene Arten

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von Farbstoffen sowie ferner verschiedene Arten anderer Pasern gemeinsam verwendet werden können. Ferner sind für die Polyesterfasern gemäß der Erfindung keine speziellen Hochdruck-Färbeapparate erforderlich. Sie können außerdem kontinuierlich an der Atmosphäre gefärbt werden, so daß die Erfindung Vorteile hinsichtlich der Apparatekosten aufweist.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele vielter erläutert. Die in den Beispielen genannten Grenzviskositäten der Polymerisate und Fäden wurden bei j50°C in einem aus Phenol und Tetrachloräthan im Verhältnis von 3:2 bestehenden Lösungsmittelgemisch gemessen. Die Farbstoff ausnutzung (d.h. die Farbstoffaufnähme) wird berechnet durch Messen des Farbunterschiedes zwischen der ursprünglichen Färbeflotte vor dem Färben und der verbleibenden Flotte nach dem Färben mit dem Kolorimeter, wobei die ursprüngliche Färbeflotte so angesetzt wird, daß der Farbstoffgehalt 5 Gew.-%, bezogen auf die zu färbenden Fasern, beträgt. Wenn die verbleibende Flotte vollständig farblos geworden, ist, befragt die Farbstoffausnutzung 100$. Hat die verbleibende Flotte die halbe Farbkonzentration der ursprünglichen Färbeflotte, beträgt die Farbstoffausnutzung 50^, und wenn die verbleibende Flotte die gleiche Farbkonzentration hat wie die ursprüngliche Färbeflotte, beträgt die Färbstoffausnutzung 0%.

Die Doppelbrechung (Δη) wird nach der üblichen Methode gemessen (siehe J.F. Rund & R.B. Andrews, Journal of Applied Physics, Bd. 27 (1956) 996). j

Beispiel 1 j

Ein Gemisch von Dimethylterephthalat und Äthylenglykol wird der Polykondensation durch eine Esteraustauschreaktion in Gegenwart von Natrium-3,5-Di(carbomethoxy)-benzolsulfonat (2 Mol-$, bezogen auf Dimethylterephthalat)

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unterworfen, wobei ein Polyester mit einer Grenzviskosität (lV_r) von 0,38 und einem Schmelzpunkt von 258⁰C erhalten wird.

Der in dieser Weise hergestellte Polyester wird geschmolzen und durch eine Spinndüse mit ^00 Bohrungen von 0,2 mm Durchmesser bei einer Spinntemperatur von 27O C versponnen. Die austretenden Fäden werden schnell gekühlt, indem gekühlte Luft mit einer Geschwindigkeit von 0,9 m/Sek. unmittelbar unter der Spinndüse aufgeblasen wird, und dann mit einer Geschwindigkeit von 25OO m/Minute aufgespult. Die gesponnenen Fäden haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,021 und eine Grenzviskosität (TVf) von 0,37·

Die gesponnenen Fäden werden zu Kabeln vereinigt und bei IAO C 1,4iach verstreckt, wobei verstreckte Kabel aus Fäden, die einen Titer von 2,57 den, eine Zugfestigkeit von 2,56 g/den und eine Dehnung von 16,1$ haben, erhalten werden. Die in dieser Weise behandelten Kabel werden durch Kochen mit dem basischen Farbstoff CI. Basic Orange 22 bei .100⁰C für 9o Minuten gefärbt, wobei die Fäden tief orangefarben eingefärbt werden. Die Farbstoffausnutzung beträgt

Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Versuch die Kabel bei 80°C anstatt bei l40°C verstreckt werden, haben die verstreckten Kabel die folgenden Eigenschaften: ^; Zugfestigkeit 2,07 g/den, Dehnung 12,5$, stark verringerte Farbtiefe nach dem Kochfärben (Farbstoffausnutzung 62$). Wenn die Kabel bei I60 C verstreckt werden, brechen die Fäden sehr häufig durch Verschmelzen, so daß kein Verstrecken möglich ist.

Wenn die Kabel bei 14O°C und l,9fach anstatt l,4fach verstreckt werden, lassen sich die verstreckten Kabel nicht in tiefen Farben durch Kochfärben einfärben (Farbstoffausnutzung h2fo).

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Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Versuch das Verstrecken der Kabel weggelassen wird, werden die Fasern durch Kochfärben mit einem basischen Farbstoff ziemlich gut gefärbt (Farbstoffausnutzung 12%), aber die Eigenschaften der Fäden werden so verschlechtert, daß sie unbrauchbar sind (Zugfestigkeit 1,15 g/den, Dehnung 182$)·

Wenn der gleiche Polyester, der bei dem vorstehend beschriebenen Versuch verwendet wurde, durch Schmelzspinnen nach einem üblichen Verfahren verarbeitet wird und die erhaltenen Fäden mit einer Geschwindigkeit von I300 m/Minute aufgespult werden, haben sie eine Doppelbrechung (An) von 0,009 und eine Grenzviskosität (IV^.) von 0,37. Wenn die Fäden bei 8o°C 3,Ofach verstreckt und dann in der vorstehend beschriebenen Weise durch Kochfärben gefärbt werden, werden nur schwach orangefarbene Fäden erhalten. Die Farbstoffausnutzung beträgt 21$.

Beispiel 2

Der gleiche Polyester wie in Beispiel 1, jedoch mit einer Grenzviskosität (IV ) von 0,50 und einem Schmelzpunkt von 257°C wird verwendet. Der Polyester wird durch die gleiche Spinndüse wie in Beispiel 1 bei einer Spinntemperatur von 290°C versponnen. Die austretenden Fäden werden durch Aufblasen von gekühlter Luft mit einer Geschwindigkeit von 0,4 m/Sek. unmittelbar unter der Spinndüse schnell gekühlt und mit einer Geschwindigkeit von 2000 m/Minute aufgespult. Die gesponnenen Fäden haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,021 und eine Grenzviskosität (IV^) von 0,49.

Die gesponnenen Fäden werden zu Kabeln vereinigt und l,4fach bei 140°C verstreckt. Die Fäden in den verstreckten Kabeln haben einen Titer von 2,41 den, eine Zugfestigkeit von 2,93 g/den und eine Dehnung von 20,1^. Die so erhaltenen verstreckten Kabel werden durch Kochen mit einem basischen Farbstoff CI. Basischblau 21 bei 100⁰C

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90 Minuten gefärbt, wobei Fäden mit einem tiefblauen Farbton erhalten werden (Farbstoffausnutzung 85$).

Wenn bei dem vorstehend beschriebenen Versuch die Kabel ljöfach anstatt l,4fach verstreckt werden, ist der blaue Farbton der Fäden nach dem Färben durch Kochen etwas ^: schwächer, und die Farbstoffausnutzung geht auf 6h% ; zurück. j

Beispiel 3 i

Der in Beispiel 2 beschriebene Versuch wird wiederholt mit dem Unterschied, daß mit einer Spinngeschwindigkeit von 32OO m/Miriute gearbeitet wird. Die erhaltenen Fäden haben eine Doppelbrechung (Δη) von 0,032 und eine Grenzviskosität (lV_f) von 0,49. Die gesponnenen Fäden werden zu Kabeln vereinigt, die l,4fach bei 14O°C verstreckt werden. Die verstreckten Kabel werden auf die in Beispiel 2 beschriebene Welse durch Kochen gefärbt. Die Fäden zeigen eine tiefblaue Färbung. Die Farbstoffausnutzung beträgt 99$.

Wenn die gesponnenen Fäden 2,Ifach bei 14O°C verstreckt und die verstreckten Fäden bei 100⁰C durch Kochen gefärbt

werden, ist die Farbstoffausnutzung ziemlich gut

jedoch tritt beim Verstrecken erhebliches Aufrauhen auf,

so daß aas Produkt unbrauchbar ist.

Beispiel 4

Der gleiche Polyester wie in Beispiel 1 wird auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise unter verschiedenen Bedingungen, die nachstehend in Tabelle 2 genannt sind, verarbeitet. Die Eigenschaften der hierbei erhaltenen Fäden sind ebenfalls in Tabelle 2 genannt.

Die Ergebnisse zeigen, daß Anfärbbarkeit und-Spinnbarkeit der Fasern schlecht sind, wenn das Schmelzspinnen und das Verstrecken nicht unter den Bedingungen gemäß der Erfindung durchgeführt werden.

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I	CJI	Grenzviskosität des Polyesters (lV_p)	T <	Gemäß der Erfindung	0.37	B	a b e 1	Ie 2	Vergleichsversuche .	C	D	E	Γ	G	140	2.12	0.013	45	Die ge sponnenen Fäden sind nicht auf- spulbar, weil sie erschnit- ten sind.	H
i	0 9 8 2 5/0	Spinntemperatur, ^UC"^:	A	0.021	σ. 38		0.38	I 0.38	0.38	0.38	0.32	i * ■ 1.4 j 1.8	3.01	105	gut	-0.60*
ι	CO j		0.38	150	270		270	270	270	270	270	2.58		270
j ι	co	270	1.5	3200		2500	2500	2500	1600 ! 2500	2.58		2500
		Aufspulgeschwiridi'gk., m/Min.2500	2.31	0.37		0.37	0.37 ! 0.37 I 0.37 i f	16.3		-
!		Grenzviskosität der Faser (IVf)	E12.82¹	0.027	0.021	0.021 j 0.021	92 .	2.1 j -	-
	Doppelbrechung [A₁ n)	12.8	150	80	180	2.45	-
	Strecktemperatur, C.	81	1.3	1.4	2.69	-
	Streckverhältnis (x-fach)	gut	2.71.	2.58	8.2 I 18.1	Die Visko sität ist zu hoch; nicht spinnbar.
Titer der Fäden, den	2.53	2.51	52
Zugfestigkeit 'trocken, g/de	15.2	14.1 •	Fäden sind verschmol- _gu^ zen u.zer schnitten
Dehnung trocken, %	95	51
Farbstoffausnutzung, %	gut	gut
Spinnbarkeit

*) Nicht unter den Bedingungen gemäß der Erfindung,

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung von Polyesterfasern mit sehr guter Anfärbbarkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyester, die überwiegend wiederkehrende äthylenterephthalateinheiten und o,5 Mol-% oder mehr einer von einer Dicarbonsäure oder einem Diol abgeleitete Estereinheit, die wenigstens eine Metallsulfonatgruppe enthält, enthalten, unter Bedingungen schmelzspinnt, unter denen eine starke- Orientierung eintritt und Fäden mit einer Doppelbrechung (Δη) von o,o15 bis o,1oo gebildet werden, und die erhaltenen Fäden bei einer Temperatur, die unter dem Schmelzpunkt des Polymeren liegt und der Gleichung (1) genügt: -
100 <: T^
4 X (Δη χ 10⁵) + 70 (1)

in der T die Strecktemperatur in ⁰C und An die Doppelbrechung der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, und bei einem Streckverhältnis vom l,05fachen bis zum maximalen Streckverhältnis gemäß den folgenden Gleichungen · ' ·

_DR = _{+ 0#5 (2)}

^maxl 1.61 + 1.0l(IV_f) - 0.0518(Δη χ ΙΟ³)

DR = 5 +1.05

^Jnax2 Δη χ ICp + 5

verstreckt, in denen Λ η die vorstehend genannte Bedeutung hat, DR und DR jeweils ein maximales Streck-Verhältnis sind und IV^, die Grenzviskosität der nach dem Schmelzspinnen erhaltenen Fäden ist, gemessen bei ;K)^OC in einem aus Phenol und Tetrachloräthan im Verhältnis von 3:2 bestehenden Lösungsmittelgemisch.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgangsester wenigstens 8o Mol-% wieder-· kehrende Äthylenterephthalateinheiten enthält und hergestellt worden ist durch Copoly-

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merisation von Äthylenglykol oder Äthylenoxyd und Terephthalsäure oder ihrem funktioneilen Derivat zusammen mit einer Dicarbonsäure oder einem Diol, die eine Metallsulfonatgruppe der Formel

R-Z-R SO₃M

enthalten, worin Z ein dreiwertiger aromatischer oder aliphatischer Kohlenwasserstoffrest, R eine Gruppe der Formel .

-0-C-Alkyl, -C-O-Alkyl, -(CH₂)_n0H,

-0-(CH₂)_n-[0(CH₂)_n]_m-0H oder _C-[0(CH₂)_n]_m-0H

ist, wobei der Alkylrest jeweils ein niederer Alkylrest ist, η und m jeweils eine ganze Zahl von 1 oder mehr sind und M ein Metall ist, in Gegenwart oder Abwesenheit eines oder mehrerer copolyrnerisierbarer Monomerer.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, 'dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Gemische eines gemäß Anspruch 2 hergestellten, Sulfonatgruppen enthaltenden Polyesters mit einem Polyester, der wenigstens 80 Mol-$ wiederkehrende Äthylenterephthalateihheiten enthält, verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis j5, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Polyester verwendet werden, die als Metallsulfonatgruppen enthaltende Dicarbonsäuren oder Diole Natrium¹-^,5-3L (carbomethoxy)benzolsulfonat, Kalium-3,5-di(carbomethoxy)benzolsulfonat, Natrium-1,8-di-(carbomethoxy)naphthalin-3-sulfonat, Kalium-2,5-di-(carbomethoxy)benzolsulfonat und/oder Kalium-2,5-di-(hydroxyäthoxy)benzolsulfonat enthalten.

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5· Verfahren nach Anspruch 1 bis K, dadurch gekennzeichnet_:, daß man als Ausgangsmaterial Polyester verwendet, die 1,5 bis 5 Mol-# der Sulfonatgru.ppen enthaltenden Estereinheit enthalten und eine Grenzviskosität [?/J von 0,35 bi£3 Oj55 haben.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, 'dadurch gekennzeichnet, daß man das Schmelzspinnen unter solchen Bedingungen durchführt, daß Faden mit einer D'oppelbrechung (Δη) von 0,020 bis 0,050 erhalten werden.

'(. Verfahren nach Anspruch 1 bis .6, dadurch gekennzeichnet, daß man die gesponnenen Fäden bei einer Temperatur von 120⁰C oder höher und unter dem Schmelzpunkt des Polymeren und ferner nicht über . 4 x. (An χ ΙΟ·⁵) -ι- GO°C verstreckt.

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BAD ORlQiNAL

L e e r s e i t e