DE2162417C3 - Verfahren zur reibungsmindernden Ausrüstung von Nähgarnen - Google Patents

Description

wobei R' für ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, indifferent substituierten oder nicht substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Konlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen, R" für einen Substituenten, der jeweils unabhängig von den übrigen ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder ein Halogenatom ist, ρ für eine ganze Zahl von 1 bis 7 und α für Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, und aus 65 bis 92 Gewichtsprozent Polydimethylsiloxans^gmenten einer mittleren Kettenlänge von 15 bis 90 Dimethylsiloxaneinheiten besteht und dessen Einzelsegmente über Aryl — O—Si-Bindungen verknüpft sind (Komponente B), aufbringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 5 bis 50 Gewichtsteilen des Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Blockmischpolymerisats und IOC Gewichtsteilen des Polydiorganosiloxans auf das Garn aufgebracht wird.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrüstung von Nähgarn, insbesondere von Polyesternähgarn, mit dem Ziel, dem Nähfaden ein besseres Gleitvermögen zu verleihen.

Derartige Ausrüstungen sind an sich bekannt. Als Ausrüstungsmittel können z. B. Polydiorganosiloxan-

45 öle oder ein Gemisch dieser öle mit Polyäthylenwachsen angewendet werden. Auch Kohlenwasserstoff-Siloxan-Mischpolymerisate sind als reibungsmindernde Mittel bekannt.

Auf die Fasern aufgebracht werden solche Avivagemittel bevorzugterweise aus wäßriger Emulsion oder als Gemisch des Siloxane mit siliciumfreien Wachsen.

Ein unter Verwendung der bekannten reibungsmindernden Mittel erhaltenes Nähgarn zeigt zwar ein gegenüber einem unausgerüsteten Faden verbessertes Gleitvermögen, die beim Verarbeiten des Nähgarns auftretende Reibung ist jedoch immer noch so hoch, daß eine Verwendung derartig präparierter Garne in schnellaufenden Nähmaschinen zu häufigem Fadenbruch und damit zu erheblichen Störungen des Nähverfahrens führt. Zurückzuführen ist das Reißen des Fadens auf eine schlechte Schmierwirkung der aufgebrachten herkömmlichen Gleitmittel sowie auf die ungleichmäßige Verteilung dieser Gleitmittel auf der Fadenoberfläche.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur reibungsmindernden Ausrüstung eines Nähgarns mit Polydiorganosiloxane enthaltenden Mitteln, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf das Nähgarn eine, gegebenenfalls Polydiorganosiloxane einer Viskosität von 500 bis 2000OcP, vorzugsweise 1000 bis lOOOOcP, bei 20⁰C (Komponente A) enthaltende Lösung oder Emulsion eines Polycarbonat - Polydimethylsiloxan - Blockmischpolymerisats, das aus 8 bis 35 Gewichtsprozent Polycarbonatsegmenten der allgemeinen Formel

wobei R' für ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen, indifferent substituierten oder nicht substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis C-Atomen, R" für einen Substituenten, der jeweils unabhängig von den übrigen ein Alkylrest mit 1 bis C-Atomen oder ein Halogenatom ist, ρ für eine ganze Zahl, von 1 bis 7 und α Tür Null oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht, und aus 65 bis Gewichtsprozent Polydimethylsiloxansegmenten einer mittleren Kettenlänge von 15 bis 90 Dimethylsiioxaneinheiten besteht und dessen Einzelsegmente über Aryl —Ο—Si-Bindungen verknüpft sind (Komponente B), aufbringt.

Die Polycarbonat - Polydimethylsiloxan - Blockmischpolymerisate können auch durch Umsetzung eines a,«j-Dichlorpolydimethylsiloxans der Formel

60 Cl

CH₃ CH,]

Si — O — Si —
CH₃ CH₃

Cl

worin η eine ganze Zahl von 15 bis 90 bedeutet, mit einem «,o-Dihydroxypolycarbonat der Formel (Sym-

bole haben die gleiche Bedeutung wie oben)

HO

in Gegenwart eines tertiären Amins hergestellt werden. Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß man 1 Mol des a,f«-Dihydroxypolycarbonats, gelöst in einem inerten, organischen Lösungsmittel, mit etwa 0,5 bis 2MoI des α,ω-Dichlorpolydimethylsiloxans in Anwesenheit einer dem Chlorgehalt des a,«) - Dichlorpolydimethylsiloxans stöchiometrisch äquivalenten Menge eines tertiären Amins umsetzt, das Reaktionsgemisch anschließend auf Temperaturen zwischen 60 und 100⁰C erhitzt und das Reaktionsprodukt durch Abfiltrieren des Aminsalzes und Entfernen des Lösungsmittels isoliert.

Die zu verwendenden Polycarbonate mit endständigen Hydroxylgruppen weisen bevorzugt eine Kettenlänge von 2 bis 5 Diphenylalkan-Einheiten auf und können sich von beliebigen »Bisphenolen« ableiten. In den hier angegebenen Formeln kann R" z. B. für einen Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Isobutyl-, tert.-Butylrest oder für ein Chlor-, Bromoder Jodatom stehen. R' kann für einen Alkylrest, z.B. Methyl, Äthyl, Propyl oder Butyl, für einen Alkenylrest, z. B. Vinyl, einen Cycloalkyl-, Halogenalkylrest, z. B. Chlorbutyl, Cyclohexyl, für einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest, z. B. Phenyl, Chlorphenyl, Xylyl, Tolyl oder auch für einen araliphatischen Rest wie Phenyläthyl oder Benzyl stehen. Bevorzugt wird das von 2^-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan (»Bisphenol-A«) abgeleitete Polycarbonat, also mit R' = CH₃ und a = 0, von einer Kettenlänge ρ = 2 bis 4 eingesetzt.

Weitere für die Herstellung von Polycarbonat geeignete Bisphenole sind z. B. in den USA.-Patentschriften 30 28 365, 2999 835, 3148 172, 32 71368, 29 70 137, 29 91 273, 32 71 367, 30 14 891, 29 99 846 beschrieben.

Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich jedoch z. B. auch Blockmischpolymerisate, wie sie gemäß dem Verfahren der USA.-Patentschrift 31 89 662 erhalten werden.

Die gegebenenfalls der Lösung bzw. Emulsion noch zuzusetzenden Polydiorganosiloxane (Komponente A) sind nach bekannten Methoden erhältlich. Als Polydiorganosiloxane eignen sich z. B. Polydialkylsiloxane oder auch solche Polydiorganosiloxane, welche Dialkylsiloxygruppen neben Diarylsiloxygruppen in statistischer Verteilung aufweisen. Bevorzugt wird PoIydimethylsiloxan eingesetzt

Die Menge der gegebenenfalls zugesetzten Polydiorganosiloxane kann in weiten Bereichen variieren. Bevorzugt werden zu 5 bis 50 Gewichtsteilen Komponente B etwa 100 Gewichtsteile A zugegeben.

Die Polycarbonat - Polydimethylsiloxan - Blockmischpolymerisate werden erfindungsgemäß aus einer Lösung oder Emulsion auf das Garn gebracht. Wird das Blockmischpolymerisat aus einer Lösung aufgebracht, so wird eine 3- bis 40%ige (Gewichtsprozent) Lösung hergestellt, der gegebenenfalls unterschiedliche Mengen an Komponente A zugesetzt werden können.

ίο In einer bevorzugten Ausführungsform kommen auf 26 bis 32 g B 150 bis 180 g A zur Anwendung, wobei so viel Lösungsmittel eingesetzt wird, daß eine etwa 16- bis 20%ige Lösung resultiert. Als Lösungsmittel dienen z. B. Trichloräthylen, Perchloräthylen, Methylchloroform oder Chlorbenzol.

Rüstet man das Nähgarn mit Hilfe einer Emulsion aus, so wird zunächst eine Lösung der Komponente B oder eine Lösung von A und B in einem unpolaren Lösungsmittel, in z.B. Toluol, Xylol, Benzin oder Mischungen davon mit Trichloräthylen oder Perchloräthylen hergestellt. Diese Lösung wird in der üblichen Weise in Wasser unter Hinzufügen eines der gebräuchlichen Stabilisierungsmittel, wie vorzugsweise eines handelsüblichen partiell hydrolysierten PoIyvinylacetats, im folgenden kurz als Polyvinylalkohol bezeichnet, und gegebenenfalls unter Hinzufügen eines äthcxylierten Alkohols emulgiert. Die Mengenverhältnisse werden dazu so gewählt, daß die Emulsion 30 bis 40 Gewichtsprozent an B bzw. A und B enthält.

Im Falle der Mischung A + B hat sich ein Mengenverhältnis von 25 bis 30 g A, von 7 bis 11 g B, von 2 bis 3 g Polyvinylalkohol, 21 bis 24 g Lösungsmittel und von 35 bis 40 g Wasser bewährt.
Ausgerüstet werden die Nähgarne nach dem erfindungsgemäßen Verfahren z. B., indem die Fäden unter Zuhilfenahme einer Mitnehmerwalze im Umspulverfahren mit der Emulsion oder der Lösung der Komponente B oder des Gemisches (A + B) in Berührung gebracht und anschließend durch Erhitzen auf 80 bis 100⁰C getrocknet werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgerüsteten Nähgarne, insbesondere Polyesternähgarne, weisen im Vergleich zu nach bekannten Methoden ausgerüsteten Nähgarnen den Vorteil auf, daß die Reibungskoeffizienten, welche ein Maß für die Reibung darstellen, niedrig sind. Auch die Verteilung des Avivagemittels auf der Fadenoberfläche, welche durch den Streubereich der Reibung gemessen wird, erweist sich als besser. Die so ausgerüsteten Fäden können somit mit höherer Geschwindigkeit vernäht werden. Die für das Gleitverhalten des Nähfadens wesentlichen Eigenschaften, nämlich der Reibungskoeffizient sowie die Streubreite der Reibung, werden mit Hilfe eines F-Meters der Firma Rothschild, Zürich, bei 20° C/65% relativer Luftfeuchtigkeit und unter Anwendung von 10 g Vorspannung gemessen (vgl. zum Beispiel MeI-Iiand, Textilberichte, 42 [1961], 374 bis 379). Die aufgetragene Menge an Avivagemittel beträgt bevorzugt 3 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Nähgarnfäden, doch kann dieser Bereich ohne weiteres auch unter- bzw. überschritten werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert werden (die Angabe »%« bezieht sich jeweils auf Gewichtsprozent).

Beispiel 1

Zur Herstellung einer Emulsion mischt man zunächst 68,4 g einer Lösung von 24 g eines Block-

mischpolymers, welches zu 13,8% aus Bisphenol-A-Polycarbonatsegmenten einer mittleren Kettenlänge von 2,7 und aus 86,2% Polydimethylsiloxansegmente einer mittleren Kettenlänge von 77 besteht, in Testbenzin mit 56 g, eines a,o>-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxans von lOOOOcP Viskosität bei 20 C. Zu diesem Gemisch fügt man 12 g Perchloräthylen und emulgiert es unter Zugabe von 5.5 g Polyvinylalkohol in 49,5 g Wasser. Die so erhaltene Emulsion wird mit 52 g Wasser verdünnt.

Eine mit dieser Emulsion ausgerüstete Polyesterwollstapelfaser ergibt einen Reibungskoeffizienten von 0,09 und eine Streubreite der Reibung zwischen 14 und 18 g.

Ersetzt man zum Vergleich mit herkömmlichen Emulsionen im obigen Beispiel die 24 g des PoIycarbonat-Polysiloxan-Blockmischpolymeren durch die entsprechende Menge des Polydimethylsiloxans einer Viskosität von 10000 cP bei 20⁰C, arbeitet man also ohne das Blockmischpolymere B, so ergeben sich Nähgarne, die einen Reibungskoeffizienten von 3,0 und eine Streubreite zwischen 40 und 75 aufweisen.

Beispiel 2

Dieses Beispiel soll die Abhängigkeit der Gleiteigenschaften der Nähgarne von der Menge an B bei konstant gehaltener Gesamtmenge (A + B) in der Emulsion, welche im übrigen nach Beispiel 1 zusammengesetzt ist, aufzeigen, wobei die Werte von Beispiel 1 der Übersicht wegen nochmals aufgeführt sind.

Nr.	Menge A	Menge B	Reibungs	Streubreite
			koeffizient
	(g)	(g)		(g) 35
1	80	0	3,0	40—75
2	72	8	1,7	20—32
3	68	12	1,2	16—22 40
4	60	20	1,1	18—22
5	56	24	1,0	14—18
		Beispiel	3

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Emulgiert man, wie im Beispiel 1 beschrieben, eine Lösung von 15 g eines Polycarbonat-Polysiloxan-Blockmischpolymeren, das zu 27,8% aus Bisphenol-A-Polycarbonatsegmenten und zu 72,7% aus PoIydimethylsiloxansegmenten einer mittleren Kettenlänge von 29 besteht, zusammen mit 70 g PoIydimethylsiloxan (10 000 cP/20° C) in 35 g Toluol und 10 g Perchloräthylen mit 6,5 g Polyvinylalkohol in 108 g Wasser und rüstet Nähgarne mit dieser Emulsion aus, so ergeben sich folgende Werte:

Reibungskoeffizient 1,0

Streubreite der Reibung 16—20 g

Beispiel 4

Tauscht man in der als Nr. 3 des zweiten Beispiels aufgeführten Emulsion das Polydimethylsiloxan der Viskosität von 10000 cP bei 20⁰C gegen ein solches einer Viskosität von 1000cP/20^GC aus und vergleicht

55

60 die damit ausgerüsteten Nähgarne mit solchen, die mit einer Emulsion behandelt worden sind, die nur ein Polydimethylsiloxan einer Viskosität von 1000 c P enthält, so ergeben sich folgende Werte:

Menge A (g)	Menge B (g)	Bei	Reibungs koeffizient	Streubreite (gl
68 80	12 0	1,4 2,8	16—22 35—45
	spiel 5

Dieses Beispiel wird mit einer Emulsion durchgeführt, die nur ein Polycarbonat-Polysiloxan-Blockmischpolymer, aber kein u,</)-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxan enthält. Dazu emulgiert man eine Lösung von 39 g des im Beispiel 1 beschriebenen Blockmischpolymers in 25 g Toluol und 4,3 g Perchloräthylen unter Zugabe von 2,7 g Polyvinylalkohol in 30,3 g Wasser und verdünnte anschließend diese Emulsion mit 14 g Wasser.

Das mit dieser Emulsion ausgerüstete Nähgarn zeigt einen Reibungskoeffizienten von 0,09 und eine Streubreite der Reibung von 12 bis 14 g.

Beispiel 6

Eine Polyesterwollfaser, die mit einer Lösung (16,6% in Trichloräthylen) eines Blockmischpolymeren, das zu 13,8% aus Bisphenol-A-Polycarbonatsegmenten einer mittleren Kettenlänge von 2,7 und aus 86,2% Polydimethylsiloxansegmenten einer mittleren Kettenlänge von 77 besteht, behandelt worden ist, weist einen Reibungskoeffizienten von 0,07 auf und zeigt für die Reibung eine Streubreite zwischen 12 und 14 g.

Beispiel 7

Rüstet man ein Polyestergarn mit einer Trichloräthylen-Lösung aus, die neben 29 g des im Beispiel 5 genannten Blockmischpolymeren 165 g eines SiI-oxansA einer Viskosität von 20000cP/20°C enthält und die 16,6%ig an A und B ist, so wird ein Reibungskoeffizient von 0,16 und eine Streubreite zwischen

19 und 23 g gemessen.

Vergleichsversuch

Ersetzt man im Beispiel 1 das Blockcopolymer B gegen die entsprechende Menge eines Paraffinwachses und rüstet Nähgarne mit dieser Emulsion aus, so besitzt das Nähgarn einen Reibungskoeffizienten von 2,8 und eine Streubreite von 45 bis 60 g.

Vergleichsversuch

Rüstet man Nähgarne nicht aus Emulsion, sondern mit Hilfe eines Gemisches aus 80 Gewichtsteilen eines Paraffinwachses eines Schmelzpunktes von 82° C und

20 Gewichtsteilen eines Polydimethylsiloxans einer Viskosität von 1000cP/20°C aus, so zeigen die Nähgarne einen Reibungskoeffizienten von 2,5 und eine Streubreite von 35 bis 50.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur eibungsmindernden Ausrüstung eines Nähgarns mit Polydiorganosiloxane enthaltenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Nähgarn eine, gegebenenfalls Polydiorganosxloxane einer Viskosität von 500 bis 20 000 cP, vorzugsweise 1000 bis lOOOOcP bei 20⁰C (Komponente A) enthaltende Lösung oder Emulsion eines Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Blookmischpolymensats, das aus 8 bis 35 Gewichtsprozent Polycarbonatsegmenten der allgemeinen Formel