DE2638237A1 - Verfahren zur herstellung gefaerbter autosicherheitsgurte und technischer baender aus polyesterfasern - Google Patents
Verfahren zur herstellung gefaerbter autosicherheitsgurte und technischer baender aus polyesterfasernInfo
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Description
HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Aktenzeichen: HOE 76/F 2o2
Datum: Zh. August 1976 Dr.CZ/Me
Verfahren zur Herstellung gefärbter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder aus Polyesterfasern
Die Herstellung gefärbter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder wirft vielerlei Probleme auf, die meist in der Unvereinbarkeit
der geforderten, oft durch Gesetz festgelegten technologischen Eigenschaften mit aus dem Färbevorgang her-.rührenden
Veränderungen und den Vorbeanspruchungen der Fäden oder Garne bei der Herstellung der Gurte beruhen.
Das kontinuierliche Färben fertig gewebter Autosicherheitsgurte und technischer Bänder aus Polyesterfäden ist für diesen Zweck
zwar das wirtschaftlichste und rationellste Verfahren, stellt aber wegen des bei der Fixierung der Fasern auftretenden Schrumpfes
maschinelltechnisch so schwierige Aufgaben, daß es nicht an Versuchen gefehlt hat, das Problem dadurch zu lösen, daß man nicht
den fertigeiGurt, sondern die für ihre Herstellung verwendeten
endlos-Fäden oder Fasergarne färbt.
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Dafür bietet sich an erster Stelle das Färben auf Spulen nach dem HT-Ausziehfärbeverfahren mit Dispersionsfarbstoffen an.
Beim Färben in wäßriger Flotte bei Temperaturen um 1200C
schrumpfen jedoch die Polyesterfasern unkontrolliert. Außerdem wird die auf den Fasern befindliche antistatische Präparation
durch den Färbeprozeß entfernt. Vielfach muß sie sogar vor dem Färben beseitigt werden, um den Färbeprozeß selbst nicht zu stören.
Auf jeden Fall aber müssen so gefärbte Garne vor dem Verweben wieder mit einer solchen Präparation versehen werden. Durch den
bei der Auszieh-Färbung ausgelösten,unkontrollierten Schrumpf ergeben
so gefärbte Fäden nach dem Verweben Gurtbänder, die im Verlauf der notwendigen Thermofixierung unregelmäßig schrumpfen und
den Gurt wellig sowie blasig verziehen. Solche Gurte entsprechen dann nicht mehr den technischen Erfordernissen.
Auch das Färben aus Lösemitteln ist für solche Artikel schon in Betracht gezogen worden. Man erhält jedoch auch hier ähnliche
Ergebnisse, wie beim eben geschilderten Auszieh-Verfahren aus wäßriger Phase.
Als kontinuierliche Garnfärbeverfahren sind Kettschlicht-Färbemethoden
bekannt. Dabei werden die Fäden von Materialträgern, wie Kreuzspulhülsen oder Kettbäumen, auf andere Materialträger umgewickelt
und die Fäden dabei durch Farbstofflösungen geführt und die aufgebrachten Substanzen getrocknet. Die eigentliche Fixierung
der Farbstoffe in die Faser erfolgt dann nach dem Weben durch spezielle Methoden.
Entsprechend dieser bekannten Methode müssen für Polyesterfäden beim Umwickeln Dispersionsfarbstoffe aufgetragen und nach dem
Weben thermosoliert werden. Dafür sind Temperaturen oberhalb von 1800C erforderlich. Die nach dem Farbstoffauftrag folgende
Trocknung kann bei Polyestergarnen jedoch nur bei Temperaturen bis maximal 16 00C erfolgen, ohne die Fäden nachhaltig in ihren
technologischen Eigenschaften zu verändern. Ein Thermolosieren der aufgetragenen Farbstoffe verlangt aber wesentlich höhere
Temperaturen. Dies hat zur Folge, daß das mit Farbauftrag ver-
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versehene Polyestermaterial über das Weben hinaus bis zum Thermosolprozeß
in der Ausrüstung immer empfindlich gegenüber Wassertropfen oder mechanischen Kontakt bleibt und dadurch farbfleckige Ware
entstehen kann.
Solche Färbungen von Polyestermaterialien mit Dispersionsfarbstoffen
müssen ferner nach dem Thermosolprozeß zur Entfernung des überschüssigen Farbstoffes, des Verdickungsmittels und der Schlichtemittel
reduktiv behandelt und nachgewaschen werden, um brauchbare Echtheitseigenschaften zu erhalten.
In der GB-PS 613 875 wird ein spezielles Garnfärbeverfahren unter Verwendung von wasserunlöslichen Pigment-Farbstoffen, Lösemitteln
und Kunstharzen nach einem Umspulprozeß beschrieben. Es ist in erster Linie für das Färben von Acetat- und Polyamidfäden vorgesehen.
Als Vorteil dieser Färbetechnik wir-herausgestellt, daß
entsprechend der bekannten Arbeitsweise ein spezielles Trocknen der aufgetragenen Farbstofflösung nicht erforderlich ist.
Die so hergestellten Färbungen haben indessen den Nachteil, daß in diesem Fall letztlich) eine reine Binder-Färbung vorliegt, d.h.
beim Abscheuern der angefärbten Binderschicht durch mechanische Einwirkung kommt darunter die ungefärbte Faser zum Vorschein, da
der Farbstoff sich nur in der Binderschicht befindet, aber nicht in die Faser eingedrungen ist. Solche Färbungen sind für Autosicherheitsgurte
oder für· die Kennzeichnung von Lasthebegurten ungeeignet.
Die Verwendung von organischen Lösemitteln im Färbebad wirkt sich außerdem auf die Polyesterfaser sehr nachteilig aus.
Festigkeitseinbußen und unerwünschtes Schrumpfen sind die häufigsten Ergebnisse in diesem Zusammenhang.
Ferner wird durch den Einfluß von organischen Lösungsmitteln die Präparation der Faser stark beeinträchtigt. Statische Aufladung
beim Spulen und Weben ist die Folge und führt zu Störungen im Produktionsablauf, wenn die gefärbten Garne nicht in einem zusätz-
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lichen Prozeß geschlichtet bzw. präpariert werden.
Das Färbeverfahren gemäß dem zuvor besprochenen Stand der Technik
hat auch den Nachteil, spezielle Farbstoffe auswählen zu müssen, die in dem verwendeten Lösemittel ausreichend löslich und mit der
Kunstharzdispersion verträglich sind.
Es wurde nun gefunden, daß man echt gefärbte, in ihren technologischen
Eigenschaften den gesetzlichen Bestimmungen entsprechende und bereits antistatisch ausgerüstete Autosicherheitsgurte und
technische Bänder sowie Gewebe erhält, wenn man von ihrer Herstellung durch einen Spinnprozeß her mit einer antistatischen
Präparation versehene Polyesterfäden oder-Garne während eines Umspulprozesses
mit einer wässrigen Dispersion aus Dispersionsfarbstoff
und einem Bindersystem aus thermisch vernetzbaren Verbindungen sowie einem Vernetzungskatalysator bei 15 - 30 % Flottenaufnahme,
bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware, klotzt, vor dem Wiederaufwickeln 5-30 Sekunden lang bei 140 - 1600C
trocknet, anschließend zusammen mit anderem Polyestermaterial zu Gurten oder Bändern verwebt und diese dann bei 180 - 2050C
während 20 - 60 Sekunden zur Farbstofffixierung und Entwicklung der technologischen Eigenschaften mit kontrolliertem Schrumpfen
thermolosiert sowie ohne Nachbehandlung fertigstellt. Man färbt also erfindungsgemäß nicht die fertigen Bänder, sondern die
einzelnen Fäden bzw. deren Fadenscharen.
Mit dem erläuterten Verfahren lassen sich alle eingangs geschilderten
Nachteile vermeiden und es ergeben sich außerdem eine Reihe von Vorteilen.
Im einzelnen verfährt man bei dem neuen Verfahren wie folgt:
Von ihrer Herstellung durch Spinnen kommen die erfindungsgemäß verwendeten Polyesterfäden oder Garne in jedem Falle mit einer ausreichenden
antistatischen und gleit fördernden Präparation versehen zur Weiterverarbeitung. Um die einwandfreie weitere Verarbeitung
der Fäden nach dem Färben zu gewährleisten, gilt es, diese
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Präparation in ihrer vollen Wirksamkeit zu erhalten.
Man trägt dazu, während man das zu färbende Garn von einem Materialträger, z.B. einer Spule, auf einen anderen umspult,
aus wässriger Flotte Dispersionsfarbstoffe und gleichzeitig mit diesen ein thermisch vernetzbares Bindersystem auf das Garn auf.
Das thermisch vernetzende Bindersystem besteht dabei aus wäßrigen Dispersionen von Arylsäurederivaten, wie Acrylsäureestern, Methylolacrylamiden
oder Acrylnitrilen oder einem Gemisch davon, oder von hochverätherten Melamin-Formaldehyd-Vorkondensaten, und einem erst
in der Hitze sauer wirkenden Katalysator, vorzugsweise vom Typ der Alkylolamin-Hydrochloride, insbesondere Aminopropanol-Hydrochlorid.
Noch vor dem Wiederaufwickeln auf den zweiten Materialträger, also gleich im Anschluß an den Farbauftrag wird das so behandelte
Garn bei Temperaturen von 140 - 1600C getrocknet. Dieses
Trocknen kann sowohl in Heißluft, als auch durch Kontakthitze, z.B. auf Zyliridertrocknern, geschehen. Hierbei härtet das harzbildende
Bindersystem aus.
Die so vorbereiteten Garne können nun dune Schwierigkeiten zu einem Gurtband verwebt werden. Da die ursprünglich vorhandene
Präparation erhalten geblieben ist, ist eine statische Aufladung der Fäden ausgeschlossen. Gegenüber Wassertropfen oder mechanischen
Beanspruchungen ist der Farbstoffauftrag durch den bereits beim Trocknen ausgehärteten Binder hervorragend geschützt. Nach
dem Verweben werden die Gurtbänder bei Temperaturen von 180 - 2050C
fixiert, um ihre technologischen Eigenschaften zu entwickeln. Dabei findet dann die vollständige Fixierung des Dispersionsfarbstoffes
in der Faser statt. Eine Nachbehandlung erübrigt sich.
Die Mitverwendung nichtionogener Weichmacher in den Klotzflotten ist ohne weiteres möglich, aber nur in Ausnahmefällen erforderlich.
Das neue Verfahren weist folgende Vorteile auf:
Das Farbgut braucht nicht vorgewaschen zu werden, wie das z.B.
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für das HT-Färben von Polyester-Fäden oder das kontinuierliche Färben fertiger Gurte erforderlich ist; dadurch wird ein Arbeitsgang
eingespart.
Die ursprüngliche Präparation bleibt in ihrer Wirkung für das Spulen und Weben erhalten. Das vorgefärbte, d.h. geklotzte
und getrocknete Material wird für das Spulen und Weben nicht nochmals präpariert. Auch das fertige Gurtband ist dann bereits
mit einer antistatischen. Präparation versehen.
Durch die konsequente Einhaltung der erfindungsgemäßen Reihenfolge
der Verfahrensschritte und die genau festgelegten Prozeßparameter ist gewährleistet, daß das Schrumpfverhalten und die
Reißfestigkeit sowie die Dehnung der Fäden vor dem Weben nicht verändert werden, so daß das fertig gewebte Gurtband nach der
Ausrüstung, d.h. der Endfixierung bei 180-2050C, die geforderten
technologischen Eigenschaften besitzt und ein glattes Aussehen,
ohne Welligkeit, zeigt.
Die Gurtbänder brauchen nach dem Fixieren nicht nachbehandelt zu werden. Damit entfällt ein zusätzlicher Trocknungsprozeß. Die
Färbungen sind echt fixiert und können, auch wenn die Binderauflage mechanisch beansprucht wird, nicht abscheuern.
Es werden keine organischen Lösemittel verwendet, die ebenfalls die Festigkeitswerte der Fasern nachteilig verändern.
Das neue Verfahren kann sowohl für einzelne Fäden, als auch für Fadenscharen bis zu ca. 60 mm Breite durchgeführt werden.
Anstelle des Einzelfadens wird dann eine Fadenschar mit 150 550, bevorzugt bis zu 400 Einzelfäden geklotzt und getrocknet.
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Nach dem Klotzen und Trocknen der Einzelfäden können verschiedenfarbige
Fäden zu einer Kette zusammengefaßt und verwebt werden. Man erhält auf diese V/eise farbig gestreifte Bänder
oder Gurte. Bei Verwendung andersfarbiger Schußfäden ist die Musterungsmöglichkeit, z.B. zum Zwecke der echten Kennzeichnung
von Lastgurten noch größer. Auch die Verarbeitung mit spinngefärbten
Fäden ist möglich.
Bei der Auswahl der Dispersionsfarbstoffe für die Anwendung beim neuen Verfahren spielen Fragen der Löslichkeit oder Verträglichkeit
keine Rolle mehr. Lediglich ihre Sublimierneigung soll bei der Wahl der endgültigen Fixiertemperatur im Bereich von 180 2050C
berücksichtigt werden. Für Farbstoffe mit starker bis mittlerer Sublimierneigung, z.B. den Farbstoffen mit den CL--Nummern
47023, 60756 oder 63285, wählt man die Fixiertemperatur
um 19O0C. Bei Farbstoffen mit geringer Sublimierneigung fixiert
man bei 195 - 2050C.
Verfahrensgemäß gefärbte1 hochfeste Polyesterfäden können als
beständige Markierungseffekte auch in anderen technischen Geweben aus Polyester verwendet werden.
Die folgenden Beispiele sollen das neue Verfahren erläutern, ohne es irgendwie einzuschränken:
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Für die Herstellung eines schwarzen Autosicherheitsgurtbandes mit gelben Rändern werden zwei Fadenscharen mit je 60 Einzelfäden
aus einer vorpräparierten hochfesten Polyestertype durch ein wässriges Klotzbad enthaltend
24 g/l des Farbstoffes Disperse Yellow 64 - C.I.-Nr.
47 023,
0,8 g/l des Farbstoffes Disperse Red 60 - C.I.Nr.- 60 756,
200 g/l einer wässrigen, 40 %igen Monomerendispersion aus
66,8 g Äthylacrylat, 8,8 g Methylolacrylamid sowie 5,4 g Acrylnitril,
und
20 g/l Aminopropanol-Hydrochlorid
20 g/l Aminopropanol-Hydrochlorid
geführt, auf einem Foulard auf 25 % Flottenaufnähme (vom Warengewicht)
abgequetscht und vor dem Wiederaufwickeln bei 1500C getrocknet
.
Die so gewonnenen gelben Fadenscharen werden nun als Randfäden mit
einer aus 300 Einzelfäden bestehenden, spinnschwarzgefärbten Fadenschar aus hochfesten Polyesterfäden zu einer Kette vereinigt
und mit spinnschwarzgefärbten hochfestem Polyesterfadenschußmaterial zu einem Autosicherheitsgurtband verwebt. Das gewebte
Gurtband wird dann unter Vorgabe von 12 % Schrumpf 45 Sekunden bei 1900C thermofixiert.
Man erhält ohne Nachbehandlung ein echtgefärbtes schwarzes Autosicherheitsgurtband
mit gelben Rändern, dessen technologische Eigenschaften den Erfordernissen entsprechen.
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Für die Kennzeichnung von Lastgurten werden einige Spulen aus vorpräpariertem hochfesten Polyesterfäden wie folgt blau gefärbt.
Die Fäden werden während des Umspulens durch ein wäßriges Klotzbad
enthaltend
18 g/l des blauen Dispersionsfarbstoffes der Formel
(in handelsüblicher Form und Beschaffenheit) 80 g/l eines thermisch vernetzbaren, hochverätherten
Methylol-Melamin-Vorkondensats in Form einer
40 %igen wäßrigen Dispersion und 5 g/l Ammoniumsulfat
geführt und auf 20 % Flottenaufnahme (vom Warengewicht) abgequetscht.
Noch vor dem Wiederaufspulen wird die Ware innerhalb von 20 Sekunden bei 155 0C getrocknet.
Die so vorbereiteten Fäden werden mit weißem hochfestem Polyester-Kett-
und Schußmaterial zu Lastgurten verwebt.
Die gewebten Gurte werden dann während 50 Sekunden bei 2000C in
Heißluft fixiert. Der Einsprung wird dabei auf 10 % geregelt.
Man erhält ein mit blauen Fäden gekennzeichnetes Lastgurtband. Die
Kennzeichnung erweist sich unter den schweren mechanischen Bean-
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ys -
spruchung der Lastgurte beständig.
Zur Herstellung eines rot-grün gestreiften Autosicherheitsgurtes werden 4 Fadenscharen mit je 60 Einzelfäden aus vorpräpariertem
hochfestem Polyester mit einer wäßrigen Flotte, enthaltend
30 g/l des roten Dispersionsfarbstoffes der Formel
= N
-CN
^ CH2-CH2-0-CO-CH3
200 g/l einer wässrigen, 40 %igen Monomeren-Dispersion, enthaltend
66,8 g Äthylacrylat,
8,8 g Methylolacrylamid sowie ■ ' 5,4 g Acrylnitril, *
und
20 g/l Aminopropanol-Hydrochlorid
20 g/l Aminopropanol-Hydrochlorid
und 3 Fadenscharen aus dem gleichen Material mit einer Flotte, in welcher der rote Dispersionsfarbstoff durch
25 g/l des gelben Dispersionsfarbstoffes der Formel
N=N
809809/0183
/11
und 5 g/l des blauen Dispersionsfarbstoffes der Formel
CW NH-CO-CH3
0„N —(/ VS
N=N
CN
bei sonst gleicher Zusammensetzung ersetzt ist, mit 25 % Flottenaufnahme (vom Warengewicht) geklotzt und vor dem Aufwickeln
während 20 Sekunden bei 1500C getrocknet.
Die Fadenscharen werden nun abwechselnd zu einer Kette vereinigt und mit ungefärbtem Polyestermaterial zu einem Autosicherheitsgurtband
verwebt.
Der so gewebte Gurt wird danach während 50 Sekunden bei 2000C und
20 % Voreilung thermofixiert und ist dann ohne Nachbehandlung fertig.
Man erhält einen echt gefärbten, gut reibechten, rot-grün gestreiften
Autosicherheitsgurt mit den erforderlichen technologischen Eigenschaften.
809809/0163 /12
INSPECTED
Claims (10)
1. Verfahren zur Herstellung gefärbter Autosicherheitsgurte
und technischer Bänder sowie Gewebe aus Polyesterfasern nach einem Thermosolverfahren mit Dispersionsfarbstoffen in Gegenwart
eines Bindersystems aus thermisch vernetzbaren Verbindungen sowie einem Vernetzungskatalysator, dadurch gekennzeichnet,
daß vom Spinnprozeß her antistatisch vorpräparierte Polyesterfäden und -Garne während des Umspulens bei einer
Flottenaufnahme von 15 - 30 % (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Dispersion aus dem Dispersionsfarbstoff und dem Bindersystem geklotzt, vor dem Wiederaufwickeln
5-30 Sekunden lang bei 140 - 1600C getrocknet, anschließend
zusammen mit anderem Polyestermaterial zu Gurten, Bändern oder Gewebe verwebt und diese dann in einem Thermosolprozeß
bei 180 - 2050C während 20 - 60 Sekunden fixiert sowie
ohne Nachbehandlung fertiggestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als thermisch vernetzbare Verbindungen Acylsäurederivate verwendet
werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
thermisch vernetzbare Verbindungen hochverätherte Melamin-Formaldehyd-Vorkondensate
verwenden werden.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das mitverwebte andere Polyestermaterial bereits entsprechend
Anspruch 1 in einer anderen Farbe vorgefärbt ist.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das mitverwebte andere Polyestermaterial bereits nach einem
anderen Verfahren vorgefärbt ist.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß
das mitverwebte andere Polyestermaterial nicht gefärbt ist.
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HOE 76/F 2o2
7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, j
daß die wäßrige Klotzflotte außerdem noch Weichmacher enthält.
8. Verfahren nach den Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Einzelfäden gefärbt werden.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß Fadenscharen mit 100 - 550, bevorzugt bis zu 400 Einzelfäden
gefärbt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch
das Schußmaterial auf diese Weise gefärbt wird.
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