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Verfahren zur antistatischen Avivage von Fasern, Fäden und daraus
hergestellten Textilien Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur antistatischen Avivage von Fasern oder Fäden und daraus hergestellten Textilien;
das Verfahren besteht darin, daß man die Fäden, Fasern oder Textilien mit Emulsionen
behandelt, welche durch Einemulgieren natürlicher oder synthetischer Fette bzw.
Öle in solche Umsetzungsprodukte bereitet sind, die man erhält, wenn man a) schwach
kationaktive hochmolekulare Kondensationsprodukte aus aliphatischen Polyaminen.
Fettsäuren und mindestens 6 Kohlenstoffatome besitzenden mehrwertigen Alkoholen
bzw. deren Salze und b) saure Phosphorsäureester aus 1 Mol Phosphoroxyhalogeniden,
1 bis 1,4 Mol aliphatischen C47-C1.-Alkoholen und 0,1 bis 0,3 Mol Alkylpolyäthylen-
undioder -polypropylenglykoläthern oder Alkylarylpolyäthylen- und/oder -polypropylenglykoläthern
bzw. deren Salze miteinander reagieren läßt, wobei .der Gehalt der Emulsion an Fetten
bzw. Ölen nicht mehr als 45% beträgt und der Anteil der Komponente b) des Umsetzungsproduktes
an dem Gesamtgewicht der Emulsion nicht mehr als 4011/o beträgt.
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Die schwach kationaktiven, hochmolekularen Kondensationsprodukte,
die den erfindungsgemäß verwendeten Umsetzungsprodukten zugrunde liegen, sind z.
B. in der Weise erhältlich, daß man aliphatische Polyamine, wie Diäthylentriamin,
Dipropylentriamin, Triäthylentetramin undloder Polyäthylenimin, mit natürlichen
oder synthetischen Fettsäuren, wie z. B. Vorlauffettsäuren, Laurinsäure, Stearin-,
Palmitinsäure undfoder Ölsäure, und mindestens 6 Kohlenstoffatome besitzenden mehrwertigen
Alkoholen, wie Sorbit, Polyglycerin vom Molekulargewicht von 150 bis 400 oder Polyäthylenglykol
vom Molekulargewicht von 400 bis 2000, auf Temperaturen von 1.80 bis 200°
C erhitzt. Hierzu gibt man zweckmäßig noch Fettsäurepolyglykolester und nichtionogene
Umesterungsprodukte, wie sie beim Erhitzen vor. Talg, Olivenöl oder Spermöl mit
Polyglycerin bzw. Polyäthylenglykol in Gegenwart von etwas Kaliumhydroxyd entstehen;
am günstigsten hat sich dabei ein Verhältnis von 1. Gewichtsteil an Umesterungsprodukten
zu 1 bis 2 Gewichtsteilen an schwach kationaktiven hochmolekularen Kondensationsprodukten
erwiesen. Als Salze der Kondensationsprodukte seien beispielsweise die Salze mit
schwachen organischen Säuren, wie 'Ameisensäure, Essigsäure und Milchsäure, angeführt.
Die sauren Phosphorsäureester, die den erfindungsgemäß in Betracht kommenden Umsetzungsprodukten
zugrunde liegen, sind z. B.. dadurch erhältlich., daß man Phosphoroxychlorid mit
Butanol, Hexanol, Decanol, Dodecanol oder Hexadecanol sowie mit Polyglykoläthern
verestert, die beispielsweise durch Einwirkung von 2 bis 12 Mol Äthylenoxyd und/oder
Propylenoxyd auf 1 Mol Dodecanol, Nonylphenol oder Isooctylkresol hergestellt sind;
diese Veresterung kann auch in Gegenwart von Verdünnungsmitteln, wie Tetrachlorkohlenstoff,
Trichloräthylen, Äthylendichlorid, Benzol, Xylol oder Benzin, ausgeführt werden.
Für die Bildung von Salzen der sauren Phosphorsäureester kommen beispielsweise Natronlauge
sowie Mono-, Di- oder Triäthanolamin in Betracht.
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Die Umsetzung der schwach kationaktiven, hochmolekularen Kondensationsprodukte
oder ihrer Salze mit den sauren Phosphorsäureestern oder ihren Salzen erfolgt zweckmäßig
unter Erwärmen.
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Als natürliche oder synthetische Fette bzw. Öle kommen für die Durchführung
der vorliegenden Erfindung beispielsweise Talg, Wollfett, Olivenöl, Spermöl, Rizinusöl
sowie feste oder flüssige Kohlenwasserstoffe, insbesondere Paraffine, in Betracht.
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Das Einemulgieren der Fette bzw. Öle in die Umsetzungsprodukte wird
zweckmäßig in einer geeigneten Emulgiervorrichtung durchgeführt.
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Geeignete Mengenverhältnisse der erforderlichen Komponenten lassen
sich durch Versuche von Fall zu Fall leicht ermitteln.
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Die Behandlung der Fäden oder Fasern bzw. der daraus hereestellten
Textilien mit den Emulsionen
erfolgt in üblicher Weise, beispielsweise
indem man die Materialien in wäßrigen Bädern, welche die Emulsionen enthalten und
je nach Wunsch neutral, alkalisch oder sauer eingestellt sind, einige Zeit - zweckmäßig
bei 30 bis 60° C - bewegt und anschließend bei 70 bis 90° C trocknet. Das vorliegende
Verfahren läßt sich auch auf Garnen in Kufen und Packapparaten, auf konischen Kreuzspulen
und auf Stückware jeglicher Art, auf der Haspel und auf dem Foulard anwenden.
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An Stelle von Wasser oder zusätzlich zu Wasser können auch Lösungsmittel
aliphatischer oder aromatischer Natur für die Herstellung der Bäder verwendet werden.
Im allgemeinen beträgt die Emulsionsmenge im Behandlungsbad 2 bis 20 g/1.
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Mit Hilfe des Verfahrens der vorliegenden Erfindung gelingt es, natürliche
und synthetische Fäden oder Fasern, z. B. aus Wolle, Baumwolle, regenerierter Cellulose,
Celluloseacetat, Polyurethanen, Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Polyacrylnitril
und/ oder Mischpolymeren des Acrylnitrils mit anderen Vinylverbindungen, bzw. daraus
hergestellte Textilien, in hervorragender Weise gleichzeitig zu avivieren und antistatisch
auszurüsten. Bei der Herstellung von Garnen gewährleistet die Behandlung der Fasern
mit den erfindungsgemäßen Emulsionen in jedes Hinsicht eine gute textile Verarbeitbarkeit,
insbesondere auch auf den Karden oder Krempelmaschinen. Die behandelten Textilmaterialien
besitzen auch eine erhöhte Thermostabilität, die sich bei verschiedenen Veredlungsprozessen
günstig auswirkt. Die Emulsionen können ferner mit Erfolg als Durchspul- und Nachspulöl
mit oder ohne Lösungsvermittler angewandt werden. Da sie alkalibeständig sind, können
sie auch Waschmitteln zugesetzt werden. Weiterhin können sie als antistatische Nachspülmittel
Verwendung finden. Dank des geringen Grades ihrer Kationaktivität beeinflussen sie
bei gefärbten Textilmaterialien Farbton und Lichtechtheit praktisch nicht. Gewünschtenfalls
kann man die Emulsion der vorliegenden Erfindung auch mit anderen Textilhilfsmitteln,
z. B. mit Netzmitteln, optischen Aufhellern oder Appretur- und Fixiermitteln, zur
Anwendung bringen.
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Ein solcher Erfolg läßt sich mit den bisher bekannten Mitteln, die
zum Avivieren bzw. zum antistatischen Ausrüsten von Fäden oder Fasern bzw. daraus
hergestellten Textilien vorgeschlagen sind, nicht in gleichem Umfang erzielen.
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Dies gilt insbesondere auch für die zur antistatischen Avivage von
Textilmaterialien bereits verwendeten Phosphorsäureverbindungen, die durch Umsetzung
von 1 Mol Metaphosphorsäurebutylester mit 1 Mol Polyäthylenglykol und anschließende
Umsetzung mit 1. Mol Alkylamin hergestellt sind.
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Die Emulsionen der vorliegenden Erfindung zeigen insbesondere auch
nicht die Nachteile, die eine Verwendung stark kationaktiver Hilfsmittel beispielsweise
beim anschließenden Färben im Gefolge hat.
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Bemerkenswert ist dabei, daß das Aufzielivermögen der erfindungsgemäßen
Emulsionen trotz des geringen Grades der Kationaktivität der den Umsetzungsprodukten
zugrunde liegenden Kondensationsprodukte auch bei Anwendung geringer EmuI-sionsmengen
von lediglich 2 bis 4g/1 dem Aufziehvermögen bekannter Emulsionen, die unter Verwendung
stark kationaktiver Produkte hergestellt sind, nicht nachsteht. Hervorgehoben sei
ferner noch, daß die erfindungsgemäß in Betracht kommenden Umsetzungsprodukte überraschend
große Mengen an Fetten oder Ölen zu emulgieren vermögen.
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Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
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Beispiel 1 Frisch gesponnene Polyacrylnitrilfasern (Einzelliter 3,75/100
m) werden 10 Minuten im Flottenverhältnis 1:20 bei 55°C in einem wäßrigen Bad bewegt,
welches 9g/1 der nachstehend beschriebenen Emulsion enthält. Dann werden die Fasern
abgequetscht und bei 900 C getrocknet. Die Fasern, die nunmehr einen Fettauftrag
von 0,25 Gewichtsprozent besitzen, sind weich, glatt, voluminös und standfest; sie
zeigen ein hohes Haftvermögen.
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Nach der Konditionierung innerhalb von 24 Stunden bei 24° C und 60
% rel. Luftfeuchtigkeit werden die Fasern kardiert. Bei dieser Kardierung ergibt
sich eine Aufladungshöhe von lediglich 10 Volt. Ein aus den Fasern hergestelltes
Gewebe weist einen vollen, gefälligen Griff auf. Die an diesem Gewebe vorgenommene
Messung des Oberflächenwiderstandes bei 65 % rel. Luftfeuchtigkeit und 30° C ergibt
für log R einen Wert von 6,9; bei einem Gewebe aus unbehandelten Fasern gleicher
Art ergibt die Messung des Oberflächenwiderstandes für log R einen Wert von 14.
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Die verwendete Emulsion war in folgender Weise hergestellt: Zunächst
wurden 230 Teile eines schwach kationaktiven hochmolekularen Kondensationsproduktes
aus 1 Mol Stearinsäure, 1 Mol Vorlauffettsäure von der Verseifungszahl 360, 6 Mol
Polyglycerin vom Molekulargewicht 170 und 1 Mol Diäthylentriamin 2 Stunden bei 80°
C gut verrührt mit 120 Teilen eines aus Stearinsäure und Äthylenoxyd im Molverhältnis
1:8 bereiteten Polyglykolesters und 100 Teilen eines Talgfettsäurepolyglycerinesters,
der durch Erhitzen von 1 Mol Talg und 2 Mol Polyglycerin vom Molekulargewicht 170
auf 180 bis 200° C in Gegenwart von 1 Gewichtsprozent Kaliumhydroxyd bereitet war.
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450 Teile der so erhaltenen Mischung wurden 4 Stunden bei 90 bis 110°
C unter Rühren mit 380 Teilen eines Diäthanolaminsalzes des sauren Phosphorsäureesters
erhitzt, der aus 1 Mol Phosphoroxychlorid, 1,3 Mol Decanol und 0,1 Mol Nonylphenoldel-,aäthylenglykoläther
bereitet war. Anschließend wurde die Reaktionsmischung noch 8 Stunden auf 40° C
erwärmt. In die Gesamtmenge des gebildeten Umsetzungsproduktes wurden dann 250 Teile
Rindertalg bei 80° C einemulgiert. Die so hergestellte Emulsion ergab mit Wasser
eine fast durchsichtige Lösung. Beispiel 2 Ein Gewebe aus Polyesterfasern wird 30
Minuten in einem wäßrigen Bad bewegt, welches 10 g/1 der nachstehend beschriebenen
Emulsion enthält. Nach dem Abquetschen wird das Gewebe auf einem Spannrahmen bei
90° C getrocknet. Das Gewebe hat durch diese Behandlung einen vorteilhaften weichen
Griff erhalten. Die an diesem Gewebe vorgenommene Messung des Oberflächenwiderstandes
bei 650/0 rel. Luftfeuchtigkeit und 30° C ergibt für log R einen
Wert
von 7,8; bei einem unbehandelten Gewebe ergibt die Messung des Oberflächenwiderstandes
für log R einen Wert von 12.
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Die verwendete Emulsion war in folgender Weise hergestellt: 250 Teile
eines die Säurezahl 8,9 besitzenden schwach kationaktiven, hochmolekularen Kondensationsproduktes
aus 0,75 Mol Vorlauffettsäure von der Verseifungszahl 360, 0,25 Mol Laurinsäure,
5 Mol Polyglycerin vom Molekulargewicht 170, 0,6 Mol Triäthylentetramin und 0,3
Mol Essigsäureanhydrid wurden gut verrührt mit 150 Teilen eines aus Kokosfettsäure
und Äthylenoxyd im Molverhältnis 1:10 bereiteten Polyglykolesters sowie mit 70 Teilen
eines Talgfettsäurepolyglycerinesters, der durch Erhitzen von 1. Mol Talg und 2
Mol Polyglycerin vom Molekulargewicht 170 auf 180 bis 200° C in Gegenwart von 1
Gewichtsprozent Kaliumhydroxyd bereitet war.
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470 Teile der so erhaltenen Mischung wurden 4 Stunden bei 90 bis 110°
C unter Rühren mit 250 Teilen des Diäthanolaminsalzes des sauren Phosphorsäurcesters
erhitzt, der aus 1 Mol Phosphoroxychlorid, 0,7 Mol Decanol und 0,2 Mol Nonylpherayldekaäthylenglykoläther
bereitet war. Anschließend wurde die Reaktionsmischung noch 8 Stunden auf 40'^ C
erwärmt. In die Gesamtmenge des gebildeten Umsetzungsproduktes wurden dann 280 Teile
Olivenöl bei 80° C einemulgiert. Die so hergestellte Emulsion ergab mit Wasser eine
fast durchsichtige Losung. Beispiel 3 Fin Gewebe aus Fäden, die aus polymerem a-Caprolactam
hergestellt waren, wird auf dem Foulard mit einer wäßrigen Flotte behandelt, die
20g/1 der nachstehend beschriebenen Emulsion enthält. Nach dem Abquetschen auf eine
Gewichtszunahme auf etwa 60% wird das Gewebe im Trockenschrank bei 90°C getrocknet.
Durch diese Behandlung erhält das Ge%vebe einen glatten, weichen und fülligen Griff.
Die an diesem Gewebe vorgenommene Messung des Oberflächenwiderstandes bei 65% rel.
Luftfeuchtigkeit und 30°C ergibt für log R einen Wert von 6,6; bei einem unbehandelten
Gewebe gleicher Art ergibt die @ßessung des Oberflächenwiderstandes für log R einen
Wert von 13.
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Die verwendete Emulsion war in folgender Weise hergestellt: 250 Teile
eines die Säurezahl 8,9 besitzenden schwach kationaktiven, hochmolekularen Kondensationsproduktes
aus 0,75 Mol Vorlauffettsäure von der Verseifungszahl 360, 0,25 Mol Laurinsäure,
5 Mol Polyäthylen(Ylykol vom Molekulargewicht 800, 0,6 Mol Triäthylentetramin und
0,3 Mol Essigsäureanhydrid wurden gut verrührt mit 150 Teilen eines aus Kokosfettsäure
und Äthylenoxyd im Molverhältnis 1 : 10 bereiteten Polyglykolesters und 70 Teilen
eires Talgfettsäurepolyglycerinesters, der durch Erhitzen von 1 Mol Talg und 2 Mol
Polyglycerin vom Molekulargewicht 220 auf 180 bis 200° C in Gegenwart von 1 Gewichtsprozent
Kaliumhydroxyd bereitet war.
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400 Teile der so erhaltenen Mischung wurden dann 4 Stunden bei 90
bis 100° C unter Rühren mit 250 Teilen des Diäthanolaminsalzes des sauren Phosphorsäureesters
erhitzt, der aus 1 Mol Phosphoroxychlorid, 1,3 Mol Decanol und 0,3 Mol Nonylphenolhexapropylenglykoläther
bereitet war. Anschließend wurde die Reaktionsmischung noch 8 Stunden auf 40° C
erwärmt.
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In die Gesamtmenge des gebildeten Umsetzungsproduktes wurden dann
350 Teile Wollfett bei 80° C einemulgiert. Die so hergestellte Emulsion ergab mit
Wasser eine fast durchsichtige Lösung. Beispiel 4 30 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen
schwach kationaktiven hochmolekularen Kondensationsproduktes in Form des essigsauren
Salzes, welches durch Umsetzung mit 0,5 Mol Essigsäureanhydrid bereitet war, wurden
mit 30 Teilen des Diäthanolaminsalzes des sauren Phosphorsäureesters, der aus 1
Mol Isooctylkresoltetraäthylenglykoläther bereitet war, unter Rühren 4 Stunden auf
90 bis 100° C erhitzt. Anschließend wurde die Reaktionsmischung noch 8 Stunden auf
40°C erwärmt. In die Gesamtmenge des gebildeten Umsetzungsproduktes wurden dann
10 Teile Olivenöl und 30 Teile Paraffinöl von 2,8°E bei 80° C einemulgiert.
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30 Teile der so hergestellten Emulsion, die mit Wasser eine fast durchsichtige
Lösung ergibt, werden unter Rühren langsam zu 970 Teilen entsalztem Wasser hinzugegeben.
Die Hälfte der so erhaltenen 3%igen wäßrigen Emulsion wird durch Zugabe von 500
Teilen Wasser in eine 1,5%ige wäßrige Emulsion übergeführt. Hierauf wird die 3%ige
Emulsion in den Ölkreislauf und die 1,5°/oige Emulsion in den Wasserkreislauf einer
Abzugsmaschine abgefüllt, die zur Herstellung von endlosen Fädenbündeln aus polymerem
a-Caprolactam dient. Die Umdrehungsgeschwindigkeiten der oberen und der unteren
Präparationswalzen werden dabei so eingestellt, daß der Fettauftrag auf den Fäden
etwa 0,8 % und der Wassergehalt der Fäden 5% beträgt. Hierauf werden die Fäden mit
einer Abzugsgeschwindigkeit von 500 m/Min. verstreckt. Kapillarschlingen entstehen
dabei nicht, und die Weiterverarbeitung der Fäden auf der Cottonwirkmaschine geht
ohne Störung vonstatten. Die an den anfallenden Gewirken vorgenommene Messung des
Oberflächenwiderstandes bei 65 % rel. Luftfeuchtigkeit und 30° C ergibt für log
R einen Wert von 7,4; der Wert für log R bei einem Gewirk aus unbehandelten Fäden
beträgt 12.