AT203463B

AT203463B - Verfahren zur Imprägnierung von Textilfasern oder Textilien

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Publication number: AT203463B
Application number: AT336458A
Authority: AT
Original assignee: Ruhrchemie Ag
Priority date: 1958-05-09
Filing date: 1958-05-09
Publication date: 1959-05-25

Description

Verfahren zur Imprägnierung von Textilfasern oder Textilien
Fasern aus Kunststoffen werden heute in der Textilindustrie in grösstem Ausmass verarbeitet.

Auch die Veredelung von natürlichem Fasermaterial durch Überziehen mit einem Kunststoff gewinnt zunehmend an Bedeutung. Durch diese Behandlung können den Fasern bisher nicht erzielbare Eigenschaften verliehen werden. Bekanntgeworden sind für diesen Zweck bestimmte Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, doch sind auch andere Kunststoffprodukte bereits vorgeschlagen worden.

Für die Faserimprägnierung mit Polyolefinen hat sich eine neue Möglichkeit ergeben. Es wurde gefunden, dass man zur Imprägnierung von Textilfasern oder Textilien mit Polyäthylen und/oder Polypropylen so arbeitet, dass man die Imprägnierung durch unmittelbare Polymerisation von Äthylen und/oder Propylen auf der Faser selbst bewirkt. Auf diese Weise wird ein ausserordentlich gleichmässiger Überzug über Fasern und Textilien erzielt.

Die Polymerisation auf der Faser wird dabei bei Drucken bis etwa 100 kg/cm2 und Temperaturen bis etwa 100 C in Gegenwart von Flüssigkeiten vorgenommen, in denen Katalysatoren suspendiert sind, die aus Gemischen von metallorganischen Verbindungen, insbesondere Aluminiumalkylverbindungen oder Aluminiumhalogenalkylverbindungen, mit Metallverbindungen der 4.-6. Nebengruppe des periodischen Systems, insbesondere Titanhalogeniden, bestehen. Dadurch, dass ein Teil des Katalysators auf der Faser selbst aufzieht und fest auf ihr haftet, entsteht das Polymerisat auf und in der Faser selbst, möglicherweise in echter chemischer Bindung. Dieser Umstand ist für die Haftfähigkeit und Homogenität des Polymerisats von entscheidender Bedeutung.

Zur Durchführung der erfindungsgemässen Arbeitsweise wird das zu imprägnierende Material durch eine Behandlung mit Wasser, Netzmitteln oder organischen Lösungsmitteln weitgehend von Appretur- und/oder Avivagemitteln befreit. Hierauf wird es einer sehr sorgfältigen Trocknung unterworfen. Diese kann durch eine unter vorsichtigen Bedingungen durchgeführte Heissbehandlung mit inerten oder indifferenten Gasen, beispielsweise Stickstoff, geschehen. Es lässt sich auch die Trocknung in einem geeigneten Trocken- schrank, gegebenenfalls unter Anwendung von Vakuum, vornehmen. Weitere Trocknungsmassnahmen, die zum Stand der Technik gehören, sind anwendbar.

Unter Umständen genügt eine partielle Behandlung derart, dass die Feuchtigkeit weitgehend, die Luft bzw. der Sauerstoff nur teilweise entfernt wird.

Das gegebenenfalls auf diese Weise weitgehend von Feuchtigkeit befreite Fasermaterial wird unmittelbar anschliessend in eine vorzugsweise aus Kohlenwasserstoffen bestehende Lösung, die als Suspensionsflüssigkeit für die spätere Synthese dient, gebracht. Als Kohlenwasserstoffe werden in erster Linie die bereits bekannten Komponenten, d. h. Aromaten, Naphthene, insbesondere jedoch aliphatische Kohlenwasserstoffe, verwendet, die vorher zweckmässig durch eine hydrierende Behandlung weitgehend von Feuchtigkeit, Sauerstoff und sauerstoffhaltigen Verbindungen befreit wurden.

Anschliessend wird das Katalysatorsystem zu der Lösung gegeben, welches praktisch den gesamten Komplex der bisher bekannten ZieglerKatalysatoren", d. h. Katalysatoren der 1. bis 3. Gruppe des periodischen Systems einerseits sowie der 4.-6. Nebengruppe anderseits umfasst. Besonders günstig für die erfindungsgemässe Arbeitsweise haben sich jedoch die aluminiumorganischen Verbindungen, vorzugsweise Aluminiumalkyl- und/oder Halogenalkylverbindungen in Verbindung mit Titanverbindungen, insbesondere Titanhalogenverbindungen, erwiesen.

Die Katalysatorzugabe kann in mannigfacher Weise modifiziert werden. Man kann z. B. die gewählten Komponenten zusammen und in einem Ansatz hinzugeben und mit der Polymerisation beginnen. Man kann beispielsweise jedoch auch erst eine Komponente zugeben, diese gegebenenfalls eine gewisse Zeit lang mit der Faser reagieren lassen, danach die zweite Komponente zufügen, eventuell nunmehr eine mehr oder weniger lange Formierung auf der Faser zulassen und erst anschliessend mit der Synthese beginnen.

Unter Umständen kann man jedoch auch mit einem Teil des vorgesehenen Katalysatorgemisches beginnen und hiebei grundsätzlich, wie bereits voranstehend angegeben wurde, ver-

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zum Herauslösen des überschüssigen Katalysatoranteils eine Behandlung mit Alkoholen, insbesondere mit aliphatischen Alkoholen, gegebenenfalls unter Zusatz von kleinen Mengen an sauren Verbindungen, beispielsweise Salzsäure oder organischen Säuren vom Typ der Essigsäure oder Oxalsäure, vorgenommen. Man kann zur Behandlung auch ein Dreistoffsystem, Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Säuren, verwenden, z. B. eine Kombination aliphatischer Kohlenwasserstoffe, niedrigmolekularer aliphatischer Alkohole, Salzsäure oder Oxalsäure.

In diesem Falle empfiehlt sich die Verwendung von synthesefeuchtem Material, welches zweckmässig vor Sauerstoff- oder Luftzutritt sowie vor Feuchtigkeit geschützt werden soll. Die voranstehende Behandlung kann bei Raumtemperatur, vorzugsweise jedoch bei erhöhter Temperatur, erfolgen.

Es kann von Vorteil sein, dem Polymerisat Alterungsschutzmittel oder Inhibitoren zuzusetzen, die seine Beständigkeit gegenüber äusseren Einflüssen, wie z. B. Licht, Wärme, Sauerstoff usw. noch erhöhen.

Die Menge der Beladung mit Polymerisat ist abhängig von der Art des Textilmaterials und dem erwünschten Zweck. Im allgemeinen erhalten gröbere Gewebe eine höhere Beladung als feine Stoffgewebe. Ebenso ist zur Erzielung wasserdichter Gewebe eine stärkere Belegung notwendig. Das Gewicht des Überzuges beträgt allgemein weniger als 100%, insbesondere weniger als 50%, vom Gesamtgewicht des imprägnierten Materials. Während das Gewicht der Imprägnierung im Normalfall etwa 2-15% beträgt, ist bei Herstellung wasserdichter Gewebe eine Beladung von über 20% erforderlich.

Diese hohen Imprägnierungen sind besonders leicht zu erhalten, wenn man das lockere, mechanisch nur lose anhaftende Material auf dem Gewebe lässt und es nach Trocknung bei erhöhter Temperatur durch eine mechanische Nachbehandlung, z. B. mittels eines Kalanders oder Walzenstuhles, in das Gewebe einarbeitet. Hiedurch werden wasserdichte Gewebe erhalten, da die Gewebeporen durch einen Kunststofffilm praktisch vollkommen verschlossen werden.

Auch bei Beladungen bis zu 20 Gew.-% hat sich eine nachträgliche mechanische Behandlung, z. B. auf einem Kalander, bei erhöhter Temperatur als vorteilhaft erwiesen, da hiedurch eine Verbesserung der Haftung des Kunststoffes auf der Faser, hervorgerufen durch ein tieferes Eindringen des Kunststoffes in die Faser, stattfindet.

Die einzustellende Behandlungstemperatur hängt vom Molgewicht und der Art des Kunststoffes ab, wobei die Kalandertemperatur umso höher sein muss, je höher das Molgewicht des Kunststoffes ist. Selbstverständlich hängt die Kalandertemperatur auch von der Molgewichtsverteilung im Kunststoff ab.

Durch die nachträgliche Kalanderbehandlung erhält das mit Kunststoff beladene Gewebe einen verbesserten Griff. Die Eigenschaften der Faser, z. B. der Knitterwinkel, die Reissfestigkeit und

Dehnung in Kette und Schuss, der Wasserabperl- effekt u. a. werden ebenfalls verbessert.

Beispiel l : In ein sauberes und trockenes
5-1-Weckglas, das einen Thermometerstutzen, ein Gaseinleitungsrohr mit Fritte und eine Abgas- öffnung hat, wird ein kurzzeitig auf 100 C erwärmtes mit grobmaschigem Baumwollgewebe bespanntes Gestell aus V2a hineingesetzt, die
Luft mit Reinstickstoff oder Reinäthylen ver- drängt und unter Durchleiten eines schwachen Äthylenstromes zirka 4, 5 1 trockenes, hydriertes Dieselöl eingefüllt. In das unter Äthylenschutz auf 300 C erwärmte Dieselöl wird zuerst die Titankomponente und nach zirka 5 Minuten die Aluminiumkomponente verdünnt mit Dieselöl (zirka 40 cm3) gegeben. Der Reaktor wird geschlossen. Der Äthylengasstrom wird so geregelt, dass eine gewisse Abgasmenge vorhanden ist.

Man beobachtet die Bildung von Polyäthylen auf dem Gewebe und im Reaktor und stellt einen Temperaturanstieg im Reaktor fest. Nach einer bestimmten Reaktionszeit wird die Äthylenzufuhr abgestellt, das mit Stoff bespannte Gestell herausgezogen und sofort mit Alkohol überspült.

Der bräunliche Farbton der Stoffprobe geht bei der Alkoholbehandlung in farblos über. Die Stoffprobe wird nach einer Trocknung bei Temperaturen zwischen 50 und 80 C vom Gestell abgenommen, das lose anhaftende Polymerisat entfernt und die Polymerisataufnahme festgestellt.

Mit gleichem Erfolg lassen sich auch aus Zellwolle, Schafwolle, Leinwand, Jute, Perlon, Zellwollmusselin und Seide bestehende Fasern imprägnieren.

Beispiel 2 : Weiterhin wurden eine unbehandelte und eine mit Dieselöl vorbehandelte Baumwollpopeline-Probe nach entsprechend Beispiel 1 durchgeführter Polyäthylensynthese auf dem Gewebe untersucht. Es zeigte sich, dass die Polyäthylenimprägnierung bei der behandelten Probe 23, 3% und bei der unbehandelten 13, 3% betrug. Die Ansatzbedingungen der Vergleichsversuche waren 4500 cm3 Dieselöl, 0, 311 g Tical3, 0, 23 g Aluminiumtriäthyl, 60 Minuten Reaktionszeit, 70 C Reaktionstemperatur.

Beispiel 3 : In der beschriebenen Apparatur wurde eine weitere Imprägnierung von Baumwollpopeline mit Polypropylen durchgeführt. Die Katalysatormengen waren 1, 2 g TiCl3 und 1, 6 g Aluminiumtriisobutyl. Bei einer Reaktionszeit von 60 Minuten, einer Anfahrtemperatur von 30 C und Reaktionsendtemperatur von 60 C betrug die Gewichtszunahme nach Aufarbeitung und Trocknung 44, 5%, die nach einer zirka zehnstündigen Heptanextraktion bei Siedetemperatur auf 27% zurückging.

Die mit Kunststoff imprägnierten Stoffproben besitzen einen guten Abperleffekt. Bei einer
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Eine Baumwollpopeline mit 8% Polyäthylen- imprägnierung wurde nach Monsanto auf Knitter- winkel bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit und bei 20 C in Kette und Schuss untersucht. Es konnte in der Kette eine Verbesserung um 18, 5% und im Schuss eine um 22, 5% gefunden werden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Imprägnierung von Textil- fasern oder Textilien mit Polyäthylen und/öde]
Polypropylen, dadurch gekennzeichnet, dass mar die Imprägnierung durch unmittelbare Poly- merisation von Äthylen und/oder Propylen auf der Faser selbst bewirkt.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerisation von Äthylen und/oder Propylen auf der Faser bei Drucken bis etwa 100 kg/cm2 und Temperaturen bis etwa 100 C in Gegenwart einer Flüssigkeit : in der Katalysatoren suspendiert sind, die aus Gemischen von metallorganischen Verbindungen : insbesondere Aluminiumalkylverbindungen oder Aluminiumhalogenalkylverbindungen, mit Metallverbindungen der 4.-6. Nebengruppe des perio- dischen Systems, insbesondere Titanhalogeniden, bestehen, vorgenommen wird, 3.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu im- 'prägnierende Material vor dem Einsatz durch Behandlung mit Wasser und/oder Netzmitteln und/oder organischen Lösungsmitteln weitgehend von Appretur- und/oder Avivagemitteln befreit.

4. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das zu imprägnierende Material vor dem Einsatz einer sorgfältigen Trocknung unterwirft.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Imprägnierung durch Polymerisation unter Verwendung von Titanhalogeniden als Katalysatorkomponente dem Suspensionsmittel zuerst die Titanverbindung zusetzt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man bei der Imprägnierung durch Polymerisation unter Verwendung von Titanhalogeniden als Katalysatorkomponente dem Suspensionsmittel einen Überschuss der Titanverbindung über die zuzusetzende Aluminiumalkylverbindung zugibt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man das imprägnierte Material zur Entfernung von Ascheresten und/oder niedrigmolekularen Polymeranteilen mit Mischungen von Alkoholen und Säuren, beispielsweise Salzsäure, Oxalsäure usw., in Säurekonzentrationen unter 5% oder mit Mischungen von Kohlenwasserstoffen, Alkoholen und Säuren, deren Säurekonzentration vorzugsweise unter 2% liegt, bei Temperaturen zwischen 20 und 150 C insbesondere, 50-125 C, behandelt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Polymerisat <Desc/Clms Page number 4> Inhibitoren und/oder Alterungsschutzmittel zusetzt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man das imprägnierte Material einer Nachbehandlung bei normaler oder erhöhter Temperatur, insbesondere mit Kalandern, unterzieht.

10. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man die Imprägnierung durch Polymerisation soweit durchführt, dass das Gewicht des Überzuges weniger EMI4.1