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"Procédé de préparation de filaments composés et filaments obtenus"
La présente invention est relative à un procédé de préparation de filaments composés de polyamides, ayant une apti- tude latente améliorée au frisage, ainsi qu'aux filaments compo- sés ainsi obtenus. L'invention se rapporte plus particulièrement à un procédé de production de filaments composés, dans lequel deux composants polyamides différents, formateurs de fibres, sont filés simultanément à travers un orifice de filière commun pour
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former un filament unitaire dans lequel ces deux composants sont liés mutuellement et disposés excentriquement dans la section transversale de ce filament, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on utilise une nouvelle combinaison de polyamides pour ces deux composants à lier.
Il est connu à présent que des filaments composés, dans lesquels deux composants polymères formateurs de fibres , ayant des propriétés physiques et chimiques différentes, telles qu'une aptitude au rétrécissement à chaud ou une aptitude au gonflement à chaud, sont liés excentriquement suivant l'entièreté de la lon- gueur des filaments, développent des ondulations en spirale à trois dimensions lors d'une exposition à la chaleur ou à l'action d'un agent gonflant sous des conditions relâchées.
A titre des deux composants ci-dessus, on utilise avan- tageusement des homopolyamides en combinaison avec des copoly- amides du fait de leur aptitude élevée au filage, car ils mon- trent des points de fusion similaires et des viscosités de masse fondue similaires, ainsi que des propriétés satisfaisantes d'adhé- rence mutuelle. A titre d'exemple, lorsqu'on utilise un polyca- pramide à titre de l'un des composants, on a le plus généralement utilisé , comme autre composant, un copolymère obtenu par poly- condensation de t-caprolactame avec un sel d'une diamine avec un acide dibasique, ayant chacun 6 atomes de carbone ou plus.
Cepen- dant,un tel homopolyamide et un tel copolyamide ont des structures chimiques et physiques relativement similaires, de sorte que l'aptitude latente au frisage dans le filament composé obtenu est pauvre, et que,l'effet de volume désiré et le pouvoir cou- vrant voulu du filament composé frisé ou ondulé ne peuvent pas être mis en évidence.
Un but de la présente invention est de procurer des filaments composés de polyamides , ayant une excellente aptitude latente au frisage.
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Un autre but de la présente invention est de produire des filaments composés frisés ou ondulés, ayant un effet de volu- me élevé et un pouvoir couvrant élevé.
Un autre but encore de l'invention est de procurer des fi laments composés , de façon économique , en utilisant des matiè- res premières d'un faible prix.
La présente invention concerne donc un procédé de pré- paration de filaments composés de polyamides, ayant une aptitude latente améliorée au frisage, ce procédé comprenant le filage simultané à travers le même orifice de fillière , de deux compo- sants polymères, linéaires, synthétiques, formateurs de fibres , différents, en vue de former des filaments unitaires dans les- quels les composants sont disposés excentriquement l'un par rap- port à l'autre dans des zones distinctes, leurs surfaces joignan- tes étant en contact intime d'adhérence l'une avec l'autre, cha- cun des composants s'étendant suivant l'entièreté de la longueur des filaments, ce procédé étant caractérisé en ce que l'un des composants consiste en un homopolymère choisi dans le groupe com- prenant le polycapramide et l'adipamide de polyhexaméthylène,
l'au- tre composant consiste en un copolyamide qui contient au moins une unité structurale polymère dérivant de quantités équimolaires d'acide dibasique et de diamine, au moins l'un parmi l'acide di- basique et la diamine n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone dans sa chaîne moléculaire principale, ce copolyamide ayant un nombre moyen de liaisons d'amide de 5 à 15 par kg de polymère dans la chaîne moléculaire principale de ce copolyamide.
Il est bien connu que l'aptitude au frisage de filaments composés est basée sur la différence d'aptitude au rétrécissement entre deux composants constituant un filament, et les inventeurs ont recherché la relation entre l'aptitude au rétrécissement et la structure chimique du polyamide pour trouver que l'aptitude au rétrécissement de celui-ci était fortement influencée par le
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nombre des liaisons d'amide dans la chaîne moléculaire principale, été la présente invention ayant/ainsi réalisée .
Les inventeurs ont donc trouvé que l'aptitude au rétré- cissement des filaments de polyamides dépend de la concentration des liaisons d'amide par rapport aux radicaux de méthylène dans une unité structurale polymère, et dépend aussi du nombre de liaisons d'amide dans la chaîne moléculaire.principale du poly- mère, l'aptitude au rétrécissement augmentant d'autant plus que ce nombre est plus élevé.
En se basant sur ce qui précède, les inventeurs ont réussi à augmenter l'aptitude au frisage d'un fi- lament composé de polyamide par l'introduction d'au moins une unitéstructurale polymère dérivant de quantités équimolaires d'acide dibasique et de diamine, au moins un de l'acide dibasi- que et de la diamine n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone, la concentration de liaisons d'amide étant élevée par rapport aux radicaux de méthylène, cette introduction se faisant dans la est chaîne moléculaire principale d'un copolyamide qui/l'un des com- posants du filament composé, de sorte que le nombre de liaisons d'amide dans cette chaîne moléculaire principale du copolyamide est accru.
Des polyamides contenant une unité structurale polymè- re dérivant d'un acide dibasique et de diamine, au moins l'un de ceux-ci n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone dans sa chaîne moléculaire principale, n'ont jamais été utilisés à titre de ma- tières formatrices de filaments, car ils présentent des inconvé-, nients en ce qui concerne l'aptitude au filage de masse fondue, la résistance , l'allongement et le module de Young , sous forme d'un mono-filament, mais une application intéressante de ces poly-- amides pour un filament composé a donc été développée grace à la présente invention.
L'expression "nombre moyen de liaisons d'amide contenues , dans la chatne moléculaire principale d'un polyamide", telle que
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utilisée dans la présente description, désigne le nombre moyen de moles de liaison d'amide par kg de polymère. Dans le cas où on utilise des #-lactames ou des #-amino-acides comme matières première pour le polyamide, le nombre moyen peut être calculé car 1 mole de liaison d'amide est contenue dans 1 mole d'unité structurale polymère, tandis que lorsqu'on utilise un sel de
Nylon de diamine et d'acide dibasique, ce nombre moyen peut @@e calculé car 1 mole d'unité structurale polymère contient @@oles de liaison d'amide.
A titre d'exemple , le polycapramide e l'adi- pamide de polyhexaméthylène , qui consistent respective@t en unités structurales polymères -NH(CH2)5CO - et -NH(CH2)6NHOC(CH2)4CO- ont 8,9 moles de liaison d'amij par kg de polymère en moyenne. En outre, dans le cas d'un cop@@amide qui comprend deux unités structurales polymères ou plus, le nombre moyen de liaisons d'amide devant être contenu dans n homopoly-' amide composé de chacune des unités structurales plymères pré- citées est calculé et le nombre moyen des liaison d'amide con- tenues dans le copolyamide est alors estimé en @rtant de chaque valeur calculée comme ci-dessus, suivant la quantité de chaque unité structurale polymère se trouvant dans le cop@@yamide,
A ti- tre d'exemple,un copolyamide consistant en 80% e@poids @e poly- capramide et en 20% en poids de sébaçamide de @@yhexa@ethylène, qui a été utilisé jusqu'à présent à titre de omposa@@ de fila- ments composés courants de polyamide , a 8,5 @oles e liaison d'a- mide par kg de polymère en moyenne.
Le nombre moyen de liaisons d'ami@ contenues dans ,la chaîne moléculaire principale d'un copolyam@e employé pour la présente invention est, de préférence, de @à 15 et plus particulièrement de 7 à 13, par kg de p@ymère. Si le nombre moyen de liaisons d'amide est inférieur à 5 l'aptitude au ré- trécissement diminue jusqu'à un degré tel qu'une aptitude au frisage satisfaisante du filament composa peut difficilement
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être obtenue, tandis que, lorsque le nombre de liaisons d'amide est supérieur à 15, l'hydroscopicitê et l'aptitude au gonflement sont ai intenses, dans le filament obtenu, que les propriétés ph@@@ques de ce filament sont considérablement amoindries ,
et que ces filaments ne conviennent pas pour un usage pratique.
De plus, les copolyamides qui comprennent des unités structurales dérivant 'un acide dibasique et d'une diamine n'ayant pas plus de 5 atomes de carbone dans leur chaîne moléculaire prin-' cipale respective et qui ont été jusqu'à présent utilisés ne donnent généralement pas une aptitude élevée au rétrécissement, même si le nombre moyen de liaisons d'amide tombe dans la gamme mentionnée ci-dessus, de sorte qu'il est essentiel que l'on ait l'unité structurale dérivant d'un acide dibasique ou de diamine, n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone , et qui a une concentra- tion élevée de liaison d'amide par rapport aux radicaux de mé- thylène, et aussi que le nombre moyen des liaisons d'amide se situe dans la gamme mentionnée précédemment, afin d'atteindre les buts de la présente invention.
Des copolyamides à utiliser dans la présente invention, qui ont des unités structurales polymères dérivant d'une diamine ou d'un acide dibasique, n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone dans sa chaîne moléculaire principale, peuvent être produits par copolymérisation d'un monomère courant, formateur de polyamide, avec un sel d'une ou plusieurs diamines, telles que l'éthylène diamine, la propylène diamine, la tétraméthylène diamine, avec des acides dibasiques courants, formateurs de Nylon, ou des sels d'un ou plusieurs acides dibasiques, tels que l'acide malonique, l'acide succinique , etc, avec des diamines courantes , formatri- ces de Nylon.
Comme éléments de valeur'dans cette classe, on peut mentionner les combinaisons suivantes polycapramide/adipamide de polyéthylène, polycapramide/sébaçamide de polyéthylène, poly- capramide/tétraphtalamide de polyéthylène, polycapramide/ iso-
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phtalamide de polyéthylène, polycapramide/adipamide de polyté- traméthylène, polycapramide/isophtalamide de polytétraméthylène, polycapramide/succinamide de polyéthylène, polycapramide/malona- mide de polyhexaméthylène, polycapramide/succinamide de polynona- méthylène,adipamide de polyhexaméthylène/adipamide de polyéthylè- ne, adipamide de polyhexaméthylène/téréphtalamide de polyéthylène, adipamide de polyhexaméthylène/malonamide de polytétraméthylène,
adipamide de polyhexaméthylène/isophtalamide de polypropylène, sé- de baçamide/polyhexaméthyle/isophtalamide de polyéthylène et sébaça- mide de polyhexaméthylène/succinamide de polyhexaméthylène.
De la sorte, suivant l'invention, des filaments compo., ses , ayant une aptitude améliorée au frisage et que l'on a ja- mais obtenus jusqu'à présent, peuvent être fabriqués , car il y a une différence considérable dans l'aptitude au rétrécissement entre deux composants constituant des filaments composés. De plus, on peut obtenir des diamines ou des acides dibasiques n'ayant pas plus de 4 atomes de carbone , à un faible prix, com- parativement aux autres matières premières pour les polyamides, de sorte que le coût de la production peut être abaissé.
Dans le procédé de la présente invention, le rapport conjugué des deux composants peut être modifié de façon conve- nable et, de plus, la forme de liaison des deux composants peut être , soit du type c&te à côte , soit du type à noyau et à gaine excentrique, suivant l'entièreté de la longueur du filament,
La section transversale du filament composé obtenu suivant l'invention peut être aussi bien non circulaire que cir- culaire.
Le filament composé obtenu suivant l'invention peut être utilisé pour uh filament continu ou pour une fibre discon- tinue. De plus, le filament composé obtenu suivant l'invention peut être amélioré de façon remarquable en ce qui concerne son' aptitude au frisage et son pouvoir couvrant ,comparativement aux
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filaments obtenus par les procédés habituels, de sorte qu'on peut employer largement le filament de l'invention pour divers types de tissus , d'articles tricotés, d'articles à poils, etc,
En outre, le frisage ou les ondulations du filament composé obtenu suivant la présente invention peuvent être dé- veloppés avant ou après la production des articles finis.
Les exemples suivants sont donnés à titre d'illustra- tion de l'invention mais ne constituent donc nullement une limita- tion quelconque de celle-ci.
L'aptitude au frisage dont il est question dans les exemple suivants a été déterminée comme suit : des faisceaux consistant en 40 filaments découpés à une longueur de 30 cm ont été p-endus avec divers poids, et ensuite, dans un tel état, ils ont été plongés dans de l'eau chaude à 95 C pendant 15 minutes pour développer des ondulations ou un frisage ,après quoi ils ont été séchés dans l'air ,puis les pourcentages de rétrécisse- ment par rapport à la longueur initiale ont été mesurés. Ensuite, . les poids calculés par denier et les pourcentages de rétrécisse- ment ont été mis en graphique , et la charge à 50% de rétrécis- sement a été mentionnée à titre de demi-valeur de charge.
EXEMPLE 1
Un mélange de 90 parties en poids de t-caprolactame avec 10 parties en poids d'un sel d'éthylènediamine avec de l'aci- de adipique a été chauffé à 250 C pendant 8 heures sous une at- mosphère d'azote gazeux pour réaliser une polycondensation. Le copolyamide ainsi obtenu (nombre moyen de liaisons d'amide par kg ' de polymère; 9,1) et un polycapramide ont été filés en conjugué à un rapport conjugué de 1/1 (rapport en poids) en une relation du type côte à côte pour obtenir un filament composé dans lequel - deux composants sont agencés suivant le type côte à côte suivant l'entièreté de la longueur du filament. Le filament composé ob- tenu a été étiré à4,2 fois sa longueur initiale à la température ambiante pour obtenir 15 deniers d'un filament composé.
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Le filament composé mentionné ci-dessus a été examiné pour déterminer son aptitude au frisage ou à l'ondulation, son pourcentage de rétrécissement sans charge étant de 90,2%, et sa demi-valeur de charge étant de 1,2 mgr/denier.
Pour comparer le filament composé ci-dessus avec un filament courant, on a réalisé un filage en conjugué sous les mêmes conditions que ci-dessus, en utilisant un sel d'hexaméthylè- ne divine et d'acide adipique (dans ce cas, le nombre moyen des liaisons d'amide de ce copolyamide était de 8,8), au lieu du sel d'éthylènediamine et d'acide adipique. Dans l'aptitude à l'on- dulation ou au frisage du filament composé résultant, le pour- centage de rétrécissement sans charge n'était que de 71% et la demi-valeur de charge n'était que de 0,15 mgr/denier.
EXEMPLE 2
Un mélange de 92 parties en poids de caprolactame et de 8 parties en poids d'un sel d'éthylènediamine et d'acide iso- phtalique a été chauffé à 250 C pendant 8 heures sous une atmos- phère gazeuse d'azote pour réaliser une polycondensation.Le copolyamide obtenu (le nombre moyen de liaisons d'amide par kg de polymère était de 9,0) et un polycapramide ont été filé en con- jugué à 250 C à un rapport conjugué de 1/1 (rapport en poids) suivant un type côte à cote, et le filament filé a été étiré à 4,4 fois sa longueur initiale pour obtenir 13 derniers d'un fila- ment composé. Le filament obtenu a été mesuré en ce qui concerne son aptitude au frisage et on a déterminé que le pourcentage de rétrécissement sans charge était de 89,8% et la demi-valeur de charge étant de 1,06 mgr/denier.
On a répété le même procédé , sauf qu'on a utilisé un sel d'undécaméthylènediamine et d'acide isophtalique (dans ce cas, le nombre moyen des liaisons d'amide était de 8,7 par kg de poly- mère), au lieu du sel mentionné ci-dessus dthylènediamine et d'acide isophtalique, pour obtenir un filament composé , dont le
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pourcentage de rétrécissement sans charge n'était que de 79,3% et dont la demi-valeur de charge n'était que de 0,34 mgr/denier.
EXEMPLE 3
Un mélange de 40 parties en poids d'un sel d'hexaméthylè' nediamine et d'acide adipique , de 60 parties en poids d'un sel de tétraméthylènediamine et diacide sébacique et de 50 parties en poids d'eau a été introduit dans un autoclave et prépolymérisé à une température de 250 C pendant 2 heures sous une pression de 25 kg/cm2, après quoi la masse résultante a été chauffée et poly- ; condensée sous une atmosphère galeuse d'azote à 280 c pendant 5 heures pour obtenir un copolyamide (le nombre moyen des liai- sons d'amide de ce polymère était de 8,3).
Ensuite, le copolymère ; obtenu et de l'adipamide de polyhexaméthylène ont été filés ,en conjugué à un rapport conjugué de 1/1 (rapport en poids) suivant . un type côte à cote à 290"C,puis le filament extrudé a été étiré à 3,8 fois sa longueur initiale à la température ambiante pour obtenir 18 deniers d'un filament composé.
Le, filament composé obtenu a une excellente aptitude au frisage , et le pourcentage de rétrécissement sans charge était de 93%, tandis que la demi-valeur de charge était de 1,8 mgr/denier.
On a répété le même processus, sauf que 7'on a utilisé un sel d'hexaméthylènediamine et d'acide sébacique (dans ce cas, le nombre moyen des liaisons d'amide dans le copolyamide était de 7,8 par kg de polymère), au lieu du sel de tétraméthylènedia- mine et d'acide sébacique , pour obtenir un filament composé, dont le pourcentage de rétrécissement n'était que de 73% sans charge et dont la demi-valeur de charge n'était queue 0,62 mgr/ denier, EXEMPLE 4
Un mélange de 88 parties en poids de caprolactame et de 12 parties en poids d 'un sel de diamines mixtes consistant
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en éthylène-4iamine et en tétram6thylènediamine dans un rapport molaire de 1/1 , avec de l'acide téréphtalique,
à été chauffé et polycondensé sous une atmosphère gazeuse d'azote à une tempé- rature de 250 C pendant 8 heures pour obtenir un copolyamide (le nombre moyen des liaisons d'amide par kg de polymère était de 9,0). Ensuite, le copolyamide obtenu et du polycapramide ont été filés en conjugué à un rapport conjugué de 1/1 (rapport en poids) suivant un type côte à côte à une température de 250 C, après quoi le filament résultant a été étiré à 4,4 fois sa lon- gueur initiale pour obtenir 15 deniers de filament composé, Le filament composé obtenu avait une excellente aptitude au frisage , le pourcentage de rétrécissement sans charge était de 92% et la demi-valeur de charge était de 1, 25 mgr/denier.
On a répété le même procédé , sauf que l'on a utili.sé de la nonaméthylènediamine et de l'undécaméthylènediamine (dans ce cas, le nombre moyen des liaisons d'amide par kg de polymère était de 8,6), au lieu de l'éthylènediamine et de la tétraméthy- lène diamine mentionnées ci-dessus, pour obtenir un filament composé , qui était un filament très inférieur, le pourcentage de rétrécissement sans charge étant de 75%, tandis que la demi- valeur de charge n'était que de 0,15 mgr/denier.
EXEMPLE 5
Un mélange de 20 parties en poids de caprolactame ,de 80 parties en poids d'un sel d'hexaméthylène-diamine et d'acide malonique, et de 50 parties en poids d'eau a été introduit dans un autoclave et prépolymérisé à une température de 250 C pendant 2 heures sous une pression de 25 kg/cm2 , après quoi la masse résultante a été chauffée et polycondensée à la pression atmos- phérique sous une atmosphère gazeuse d'azote à une température de 260 C pendant 5 heures, pour obteni.r un copolyamide (le nombre moyen des liaisons d'amide par kg de polymère était de 9,0).
Le copolyamide ainsi obtenu et. du polycapramide ont ensuite été filês en conjugué à un rapport conjugué de 1/1 (rapport en poids)
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suivant un type côte à côte à une température de 260 C, puis le filament résultant a été étiré à 4,0 fois sa longueur initiale pour obtenir 15 deniers d'un filament composé.
Le filament composé obtenu avait une excellente aptitu- de au frisage, le pourcentage de rétrécissement sans charge était de 95% et la demi-valeur de charge était de 1,2 mgr/denier.
On a répété le même processus , sauf que l'on a utîli- sé un sel d'hexaméthyl@nediamine et d'acide sébacique (dans ce cas, le nombre moyen des liaisons d'amide par kg de polymère était de 7,4), au lieu du sel mentionné ci-dessus d'hexaméthylè- nediamine et d'acide malonique, pour produire un filament com- posé , dont le pourcentage de rétrécissement n'était que de 81% sans charge, et dont la demi-valeur de charge était que de 0,55 mgr/denier.
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"Process for the preparation of compound filaments and filaments obtained"
The present invention relates to a process for preparing filaments composed of polyamides, having an improved latent ability to crimp, as well as to the composite filaments thus obtained. The invention relates more particularly to a process for producing compound filaments, in which two different polyamide fiber-forming components are spun simultaneously through a common spinneret orifice to
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forming a unitary filament in which these two components are mutually linked and disposed eccentrically in the cross section of this filament, this method being characterized in that a new combination of polyamides is used for these two components to be linked.
It is now known that compound filaments, in which two polymeric fiber-forming components, having different physical and chemical properties, such as heat shrinkability or hot swellability, are eccentrically bonded along the line. the entire length of the filaments, develop three-dimensional spiral undulations upon exposure to heat or the action of a blowing agent under relaxed conditions.
As the above two components, homopolyamides are advantageously used in combination with copolyamides because of their high spinability, since they exhibit similar melting points and similar melt viscosities. as well as satisfactory properties of mutual adhesion. By way of example, when a polycappramide is used as one of the components, most generally used as another component a copolymer obtained by polycondensation of t-caprolactam with a salt of. a diamine with a dibasic acid, each having 6 or more carbon atoms.
However, such a homopolyamide and such a copolyamide have relatively similar chemical and physical structures, so that the latent crimpability in the resulting compound filament is poor, and the desired bulk effect and neck power. - wanted edge of the crimped or wavy compound filament cannot be demonstrated.
An object of the present invention is to provide filaments composed of polyamides, having excellent latent crimpability.
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Another object of the present invention is to produce crimped or wavy compound filaments having a high volume effect and a high covering power.
Yet another object of the invention is to provide compound filaments economically using inexpensive raw materials.
The present invention therefore relates to a process for the preparation of filaments composed of polyamides, having an improved latent capacity for crimping, this process comprising the simultaneous spinning, through the same orifice of the filament, of two polymer components, linear, synthetic, different fiber formers for forming unitary filaments in which the components are arranged eccentrically with respect to each other in distinct zones, their mating surfaces being in intimate adhesion contact with each other, each of the components extending along the entire length of the filaments, this process being characterized in that one of the components consists of a homopolymer selected from the group consisting of polycapramide and polyhexamethylene adipamide,
the other component consists of a copolyamide which contains at least one polymeric structural unit derived from equimolar amounts of dibasic acid and diamine, at least one of dibasic acid and the diamine having no more of 4 carbon atoms in its main molecular chain, this copolyamide having an average number of amide bonds of 5 to 15 per kg of polymer in the main molecular chain of this copolyamide.
It is well known that the crimpability of compound filaments is based on the difference in shrinkability between two components constituting a filament, and the inventors have investigated the relationship between the shrinkability and the chemical structure of polyamide for find that its shrinkability was strongly influenced by the
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number of amide bonds in the main molecular chain, being the present invention having / thus achieved.
The inventors have therefore found that the shrinkability of polyamide filaments depends on the concentration of amide linkages relative to methylene groups in a polymeric structural unit, and also depends on the number of amide linkages in the polymer. the main molecular chain of the polymer, the shrinkability increasing as the number increases.
Based on the foregoing, the inventors have succeeded in increasing the crimpability of a filament composed of polyamide by the introduction of at least one polymeric structural unit derived from equimolar amounts of dibasic acid and diamine. , at least one of the dibasic acid and the diamine having not more than 4 carbon atoms, the concentration of amide bonds being high relative to the methylene radicals, this introduction taking place in the chain main molecular chain of a copolyamide which / one of the components of the compound filament, so that the number of amide bonds in this main molecular chain of the copolyamide is increased.
Polyamides containing a polymeric structural unit derived from a dibasic acid and a diamine, at least one of these having not more than 4 carbon atoms in its main molecular chain, have never been used. as filament-forming materials because they have drawbacks with respect to melt-spinability, strength, elongation and Young's modulus, as a mono- filament, but an interesting application of these polyamides for a compound filament has therefore been developed thanks to the present invention.
The expression "average number of amide bonds contained in the main molecular chain of a polyamide", such as
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used in the present description denotes the average number of moles of amide bond per kg of polymer. In the case where # -lactams or # -amino acids are used as raw materials for the polyamide, the average number can be calculated because 1 mole of amide bond is contained in 1 mole of polymeric structural unit, while that when using a salt of
Nylon diamine and dibasic acid, this average number can be calculated because 1 mole of polymeric structural unit contains oles of amide linkers.
For example, polycapramide and polyhexamethylene adipamide, which respectively consist of polymeric structural units -NH (CH2) 5CO - and -NH (CH2) 6NHOC (CH2) 4CO- have 8.9 moles of amij binding per kg of polymer on average. Further, in the case of a copolymer which comprises two or more polymeric structural units, the average number of amide linkages to be contained in n homopolyamide composed of each of the above polymeric structural units is calculated and the average number of amide linkages contained in the copolyamide is then estimated by starting from each value calculated as above, depending on the amount of each polymeric structural unit in the copolyamide,
By way of example, a copolyamide consisting of 80% by weight polycapramide and 20% by weight of yhexa @ ethylene sebacamide, which has heretofore been used as an omposa @. @ Common polyamide compound filaments, averaging 8.5% amid binding per kg polymer.
The average number of ami @ bonds contained in the main molecular chain of a copolyam @ e employed for the present invention is preferably from @ to 15 and more particularly from 7 to 13, per kg of polymer. . If the average number of amide bonds is less than 5, the shrinkability decreases to such an extent that satisfactory crimpability of the composite filament can hardly be achieved.
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be obtained, while when the number of amide bonds is greater than 15, the hydroscopicity and swellability are intense, in the resulting filament, the physical properties of this filament are considerably. lessened,
and that these filaments are not suitable for practical use.
In addition, the copolyamides which comprise structural units derived from a dibasic acid and a diamine having no more than 5 carbon atoms in their respective main molecular chain and which have heretofore been used do not give. generally not a high shrinkability, although the average number of amide bonds falls within the range mentioned above, so that it is essential that one has the structural unit derived from a dibasic acid or of diamine, having not more than 4 carbon atoms, and which has a high concentration of amide bonding relative to methylene radicals, and also that the average number of amide bonds is within the range mentioned above, in order to achieve the objects of the present invention.
Copolyamides for use in the present invention, which have polymeric structural units derived from a diamine or a dibasic acid, having no more than 4 carbon atoms in its main molecular chain, can be produced by copolymerization of a common monomer, polyamide-forming, with a salt of one or more diamines, such as ethylene diamine, propylene diamine, tetramethylene diamine, with common dibasic acids, nylon formers, or salts of one or several dibasic acids, such as malonic acid, succinic acid, etc., with common diamines, nylon formers.
As valuable elements in this class, the following combinations may be mentioned polycapramide / polyethylene adipamide, polycapramide / polyethylene sebacamide, polycapramide / polyethylene tetraphthalamide, polycapramide / iso-
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polyethylene phthalamide, polycapramide / polytetramethylene adipamide, polycapramide / polytetramethylene isophthalamide, polycapramide / polyethylene succinamide, polycapramide / polyhexamethylene malonamide, polycapramide / polynonamethylene methylene succinamide, polyethylenamethylene adipamide / adhexamide polyhexamethylene adipamide / polyethylene terephthalamide, polyhexamethylene adipamide / polytetramethylene malonamide,
polyhexamethylene adipamide / polypropylene isophthalamide, baçamide / polyhexamethyl / polyethylene isophthalamide and polyhexamethylene sebacamide / polyhexamethylene succinamide.
In this way, according to the invention, component filaments, having improved crimpability and which have never been obtained heretofore, can be produced, since there is a considerable difference in the amount of crimping. 'shrinkability between two components constituting compound filaments. In addition, diamines or dibasic acids having not more than 4 carbon atoms can be obtained at a low cost, compared with other raw materials for polyamides, so that the cost of production can be lowered. .
In the process of the present invention, the conjugate ratio of the two components can be suitably altered and, moreover, the form of bonding of the two components can be either side-by-side or of the core type and. with eccentric sheath, following the entire length of the filament,
The cross section of the compound filament obtained according to the invention can be both non-circular and circular.
The compound filament obtained according to the invention can be used for a continuous filament or for a discontinuous fiber. In addition, the compound filament obtained according to the invention can be remarkably improved as regards its crimpability and its covering power, compared to
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filaments obtained by the usual methods, so that the filament of the invention can be widely used for various types of fabrics, knitted articles, pile articles, etc.
Further, the crimp or crimp of the compound filament obtained according to the present invention can be developed before or after the production of the finished articles.
The following examples are given by way of illustration of the invention but do not therefore constitute any limitation thereof.
The crimpability referred to in the following examples was determined as follows: Bundles consisting of 40 filaments cut to a length of 30 cm were wrapped with various weights, and then, in such condition, they were stretched. were immersed in hot water at 95 C for 15 minutes to develop waves or crimps, after which they were air-dried, then the percentages of shrinkage from the original length were measured . Then,. the calculated weights per denier and the shrinkage percentages were plotted, and the 50% shrinkage load was mentioned as a half load value.
EXAMPLE 1
A mixture of 90 parts by weight of t-caprolactam with 10 parts by weight of an ethylenediamine salt with adipic acid was heated at 250 C for 8 hours under a nitrogen gas atmosphere to achieve polycondensation. The thus obtained copolyamide (average number of amide bonds per kg of polymer; 9.1) and a polycapramide were spun in conjugate at a conjugate ratio of 1/1 (weight ratio) in a side-to-side relationship. side to obtain a compound filament in which - two components are arranged in the side-by-side type along the entire length of the filament. The resulting compound filament was stretched to 4.2 times its original length at room temperature to obtain 15 denier of a compound filament.
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The compound filament mentioned above was examined to determine its crimpability or crimpability, its percentage of shrinkage without load being 90.2%, and its half load value being 1.2 mgr / denier. .
To compare the above compound filament with a common filament, conjugate spinning was performed under the same conditions as above, using a salt of divine hexamethylene and adipic acid (in this case, the average number of amide bonds of this copolyamide was 8.8), instead of the salt of ethylenediamine and adipic acid. In the crimpability or crimpability of the resulting compound filament, the percent shrinkage without load was only 71% and the half load value was only 0.15 mg / kg. denier.
EXAMPLE 2
A mixture of 92 parts by weight of caprolactam and 8 parts by weight of an ethylenediamine salt of isophthalic acid was heated at 250 ° C. for 8 hours under a nitrogen gas atmosphere to provide a polycondensation The resulting copolyamide (the average number of amide bonds per kg of polymer was 9.0) and a polycapramide were spun in conjugation at 250 ° C at a conjugate ratio of 1/1 (weight ratio) in a side-by-side type, and the spun filament was drawn to 4.4 times its original length to obtain the last 13 of a compound filament. The obtained filament was measured for its crimpability and the percent shrinkage without load was determined to be 89.8% and the half load value to be 1.06 mg / denier.
The same process was repeated, except that a salt of undecamethylenediamine and isophthalic acid (in this case the average number of amide bonds was 8.7 per kg of polymer) was used. instead of the above-mentioned salt of ethylenediamine and isophthalic acid, to obtain a compound filament, the
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Shrinkage percentage without load was only 79.3% and whose half load value was only 0.34 mgr / denier.
EXAMPLE 3
A mixture of 40 parts by weight of a salt of hexamethylenediamine and adipic acid, 60 parts by weight of a salt of tetramethylenediamine and sebacic diacid and 50 parts by weight of water was introduced into a autoclave and prepolymerized at a temperature of 250 C for 2 hours under a pressure of 25 kg / cm2, after which the resulting mass was heated and poly-; condensed under a nitrogenous atmosphere at 280 ° C. for 5 hours to obtain a copolyamide (the average number of amide bonds of this polymer was 8.3).
Then the copolymer; obtained and polyhexamethylene adipamide were spun, conjugated in the following 1/1 conjugate ratio (weight ratio). side by side type at 290 ° C, then the extruded filament was stretched to 3.8 times its original length at room temperature to obtain 18 denier of a compound filament.
The obtained compound filament has excellent crimpability, and the percent shrinkage without filler was 93%, while the half filler value was 1.8 mgr / denier.
The same process was repeated except that a salt of hexamethylenediamine and sebacic acid was used (in this case the average number of amide bonds in the copolyamide was 7.8 per kg of polymer) , instead of the salt of tetramethylenediamine and sebacic acid, to obtain a compound filament, the percentage of shrinkage of which was only 73% without load and the half load value of which was 0.62 mgr / denier, EXAMPLE 4
A mixture of 88 parts by weight of caprolactam and 12 parts by weight of a salt of mixed diamines consisting of
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EMI11.1
in ethylene-4iamine and in tetram6thylenediamine in a molar ratio of 1/1, with terephthalic acid,
was heated and polycondensed under a nitrogen gas atmosphere at a temperature of 250 ° C. for 8 hours to obtain a copolyamide (the average number of amide bonds per kg of polymer was 9.0). Then, the obtained copolyamide and polycapramide were spun in conjugate at a conjugate ratio of 1/1 (weight ratio) in a side-by-side type at a temperature of 250 C, after which the resulting filament was drawn to 4, 4 times its original length to obtain 15 denier of compound filament. The resulting compound filament had excellent crimpability, the percent shrinkage without load was 92%, and the half load value was 1.25 mgr / denier.
The same process was repeated except that nonamethylenediamine and undecamethylenediamine were used (in this case the average number of amide bonds per kg of polymer was 8.6), instead ethylenediamine and tetramethylenediamine mentioned above, to obtain a compound filament, which was a much smaller filament, the percentage of shrinkage without load being 75%, while the half load value n ' was only 0.15 mgr / denier.
EXAMPLE 5
A mixture of 20 parts by weight of caprolactam, 80 parts by weight of a salt of hexamethylenediamine and malonic acid, and 50 parts by weight of water was introduced into an autoclave and prepolymerized at a temperature at 250 C for 2 hours under a pressure of 25 kg / cm2, after which the resulting mass was heated and polycondensed at atmospheric pressure under a gaseous atmosphere of nitrogen at a temperature of 260 C for 5 hours, to obtain a copolyamide (the average number of amide bonds per kg of polymer was 9.0).
The copolyamide thus obtained and. polycapramide were then spun in conjugate at a conjugate ratio of 1/1 (weight ratio)
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following a side-by-side type at a temperature of 260 C, then the resulting filament was stretched to 4.0 times its original length to obtain 15 denier of a compound filament.
The obtained compound filament had excellent crimpability, the percent shrinkage without filler was 95%, and the half filler value was 1.2 mgr / denier.
The same process was repeated except that a salt of hexamethyl nediamine and sebacic acid was used (in this case the average number of amide bonds per kg of polymer was 7.4. ), instead of the above-mentioned salt of hexamethylenediamine and malonic acid, to produce a compound filament, the percent shrinkage of which was only 81% without filler, and the half value of which load was only 0.55 mgr / denier.
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