CS223151B1 - Emulgovatelné preparační oleje pro zvlákňování a finální úpravu syntetických vláken - Google Patents

Abstract

Emulgovatelné preparační oleje pro zvlákňování a finální úpravu syntetických vláken, vyznačené tím, že obsahují hmotnostně 55 až 90 % esterů karboxylových kyselin C12 až C22, s výhodou Ci6 až Cle, s alifatickými akoholy Ci až C10 a/nebo diesterů kyseliny ftalové s alifatickými alkoholy Cl až C10, 10 až 45 % emulgátoru obsahujícího hmotnostně 30 až 75 % oxethylovaných alifatických alkoholů C12 až Cis se 2 až 6 moly ethylenoxidu, 5 až 50 % oxethylovaných alkylfenolů Ce až C9 s 4 až 9 moly ethylenoxidu a 1 až 20 % kondenzačních produktů kyseliny kokosové a/nebo palmojádrové a diethanolaminu v molárním poměru 1:1 až 2.

Description

(54) Emulgovatelné preparační oleje pro zvlákňování a finální úpravu syntetických vláken

2

Emulgovatelné preparační oleje pro zvlákňování a finální úpravu syntetických vláken, vyznačené tím, že obsahují hmotnostně až 90 % esterů karboxylových kyselin C12 až C22, s výhodou Ci6 až Cle, s alifatickými akoholy Ci až C10 a/nebo diesterů kyseliny ftalové s alifatickými alkoholy Cl až C10, až 45 % emulgátoru obsahujícího hmotnostně 30 až 75 % oxethylovaných alifatických alkoholů C12 až Cis se 2 až 6 moly ethylenoxidu, 5 až 50 % oxethylovaných alkylfenolů Ce až C9 s 4 až 9 moly ethylenoxidu a 1 až 20 % kondenzačních produktů kyseliny kokosové a/nebo palmojádrové a diethanolaminu v molárním poměru 1:1 až 2.

Vynález se týká emulgovatelného preparačního oleje pro zvlákňování a finální úpravu syntetických vláken, s vyváženým poměrem funkčních složek.

Je známa snaha dosáhnout komplexně všech vlastností vodných preparačních emulzí potřebných pro bezporuchovou výrobu a zpracování syntetických vláken na rychloběžných strojích. Pod komplexním dosažením všech potřebných vlastností se rozumí vysoká stálost a smáčivost vodných preparačních emulzí, jejich nízká pěnivost, účinné snižování dynamického tření vlákno-kov i statického tření vlákno-vlákno, dobrá tepelná i světelná stálost a nízká odpařivost zasušeného filmu na vlákně, jeho dobrá zvlákňovací, lubrikační a antistatická účinnost a posléze i vypratelnost. Je přirozené, že uvedenému komplexu požadavků na emulgovatelné preparační oleje je neobyčejně těžké vyhovět, takže většina preparačních olejů je kompromisem dosažitelných vlastností, který se neustále přizpůsobuje požadavkům vyvíjející se mechanické technologie výroby a zpracování vlákenCharakteristickým rysem novodobých preparačních olejů pro syntetická vlákna je částečná nebo úplná náhrada jejích starších klasických komponent, přírodních mastných a minerálních olejů syntetickými esterovými oleji na bázi mastných kyselin a kyseliny fosforečné, jakož i náhrada sulfonovaných a sulfatovaných emulgátorů a antistatik stálejšími oxetylovanými sloučeninami. Také přísady antioxydantů, například trinonylfosfitu nebo 4,4‘-butyliden-bis(terc.butyl-m-kresolu) nabývají významu. Je známa preparace vlákna nylonu 6 před protažením vodnou emulzí tepelně stálé lubrikační směsi složen hmotnostně z 5 až 60 procent polyesteru kyseliny adipové nebo sebakové s 1,3-butandiolem nebo 1,2-propylenglykolem o molekulární hmotnosti 300 až 1500 a z 40 až 95 % polyetylén-polypropylenglykolu s obsahem nejméně 10 % etylénoxidu a s molekulární hmotností nejméně 1000. Dále je známa zvlákňovací aviváž propolyamidová vlákna obsahující hmotnostně 47 až 53 % butylstearátu, 16 až 20 % monooleátu sorbitanu a 30 až 34 % aduktu monooleátu sorbitanu s 18 až 22 moly etylénoxidu. Polyamidové hedvábí se preparuje před dloužením směsí syntetických esterů mastných kyselin, minerálních olejů a emulgátorů na bázi aduktů mastných alkoholů a alkylenoxidů, například 20% vodnou emulzí emulzního oleje obsahujícího 60 % oleyloleátu a 40 % aduktu oleylalkoholu a etylénoxidu v poměru 1: 7. Jsou rovněž popsány emulgovatelné lubrikační směsi, které obsahují v hmotnostních dílech (i dále jsou díly a procenta míněny hmotnostně}: 60 až 70 dílů minerálního oleje majícího viskozitu řádu 50 až 125 sek. Saybolta při 37,8 °C, 10 až 15 dílů methylesteru mastné kyseliny Ciz až Cie, 6 až 10 dílů soli alkalického kovu a kyselého esteru kyseliny fosforečné esterifikované nejméně jedním etylénoxidovým aduktem lineárního alifatického alkoholu Ce až Cis, alifatického alkoholu s rozvětveným řetězcem Cio až C20, monoalkyl nebo dialkylfenolu s alkyly C5 až C12, přičemž adukty obsahují 2 až 20 etylénoxidových skupin, 8 až 10 dílů tristearátu polyoxyetylén-sorbitanu s obsahem 40 až 75 % etylénoxidu a 3 až 4 díly alkanolamidu mastné kyseliny Ci6 až Cis za normálních podmínek kapalné. Přednostně se aplikují 10% vodné emulze popsaných směsí, které jsou stabilní a mají dobré lubrikační a antistatické vlastnosti.

Zvláště zajímavé jsou snahy nahradit emulze vícesložkových preparačních olejů vodnými roztoky „na míru“ definovaných sloučenin, v jejichž molekule jsou zakotveny všechny žádoucí vlastností preparace. Je známa úspěšná preparace syntetických vláken vodnými roztoky estersolí alkanfosfonových kyselin. S úspěchem byla kupříkladu použita draselná sůl O-methyl-n-oktadekanfosfonové kyseliny. Cesta hledání „na míru“ definovaných sloučenin pro preparační účely je ovšem technicky i ekonomicky náročná a univerzálnost tohoto snažení přec jen nejistá.

Nyní bylo s překvapením zjištěno, že vysoké nároky na emulzní preparace, především pro zvlákňování syntetických vláken splňují emulgovatelné preparační oleje pro zvlákňování a finální úpravu podle tohoto vynálezu, které obsahují hmotnostně až 90 % esterů karboxylových kyselin C12 až C22, s výhodou C16 až Ci8, s alifatickými alkoholy Ci až C10 a/nebo diesterů kyseliny ftalové s alifatickými alkoholy Ci až C10, až 45 % emulgátoru obsahujícího hmotnostně 30 až 75 % oxethylovaných alifatických alkoholů C12 až Cie se 2 až 6 moly etylénoxidu, 5 až 50 % oxethylovaných alkylfenolů Cs až C9 s 4 až 9 moly etylénoxidu a 1 až 20 % kondenzačních produktů kyseliny kokosové a/nebo palmojádrové a diethanolaminu v molárním poměru 1 : 1 až 2, přičemž ve směsi může být až 5 % hmotnostních emulgátoru zastoupeno směsí mastných kyselin Ce až Ci8.

Výhodné vlastnosti vykazuje preparační olej podle vynálezu, který obsahuje hmotnostně 55 až 90 % směsi esterů o složení 70 až 95 % isobutylesteru kyseliny palmitostearové a 5 až 30 % dialkylftalátu s alkyly C4 až C10.

Emulgovatelné preparační oleje podle vynálezu velmi dobře splňují podmínky dosažení všech potřebných vlastností. Jejich hlavní složka — syntetické esterové oleje — má nízkou teplotu tuhnutí, což se příznivě projevuje v odstranění destabilizace vodných emulzí preparačních olejů a ve významném snížení dynamického tření vlákno-kov a statického tření vlákno-vlákno. Navíc oproti dosavadním preparacím vyho5 vují emulgovatelné préparační oleje podle vynálezu nárokům na stabilitu proti termo,oxidaci, což při tvarování vláken má velký význam, neboť na fixačních tělesech tvaítovQcích strojů se výrazně omezuje tvorba iinkrustů z oxidačních zplodin. To ve svém důsledku vede k prodloužení cyklu čištění fixačních těles, tedy k nižším nákladům na výrobu vláken. Nevykazuje rovněž žádné barevné změny vlákna (vlákno nežloutne). Emulgovatelné préparační oleje podle vynálezu se oproti známým formulacím vyznačují i dosažením velmi příznivých hodnot v ostatních potřebných vlastnostech, jako například velmi dobrými kluznými vlastnostmi, vysokou adhezí fibrll, výbornou antistatickou účinností, nízkou odpařivostí. Vypratelnost preparačních olejů podle vynálezu je dokonalá.

K docílení jednostranně výhodných efektů emulgovatelných preparačních olejů podle vynálezu je možno přimísit i menší množství rychlosmáčedel, nebo vysoce účinných antistatik. V následujících příkladech jsou díly a procenta míněny hmotnostně, pokud není jinak uvedeno.

Příklad 1

100 dílů esterového oleje s intervalem tuhnutí 14 až 15 °C. Přídavkem 25 dílů emulgátoru o složení 62,2 oxethylovaného mastného alkoholu C12 až C15 se 3 moly ehylénoxidu, 23,8 % oxethylovaného alkylfenolu C9 se 6 moly etylénoxidu a 14,0 % kondenzačního produktu kyseliny kokosové a diethanolaminu v molárním poměru 1: 1,8, byl připraven emulgovatelný préparační olej.

Rozmícháním s vodou byla připravena 13,5% emulze O/V dokonale stálá s nízkou pěnivostí.

Polyamidové vlákno jemnosti 67/16 dtex bylo bezprostředně po výstupu ze zvlákňovací šachty upraveno pomocí préparační galety nánosem préparační emulze s obsahem sušiny na vlákně 1 %.

Provedená preparace snížila účinně náboj statické elektřiny a dynamické tření vlákno-kov tak, že zvlákňovací a dloužící proces probíhal se značně sníženým počtem přetrhů.

Vlákno bylo podrobeno suché fixaci při teplotě 195 °C, přičemž nedošlo k barevné poruše, což dokazuje, že preparace je dostatečně termostabilní.

Příklad 2

Smísením 90 dílů destilovaného isobutylesteru kyseliny palmito-stearové s nevyhovujícím intervalem tuhnutí 18 až 19,5 °C a číslem kyselosti 0,1 mg KOH/g a 10 dílů destilovaného dibutylftalátu bylo získáno

Z komerční směsi mastných kyselin, která podle chromatografické analýzy obsahovala nasycené a nenasycené mastné kyseliny v množství

kyselina	C12	C14	Cl5	Cie	neurčeno	Cl7	Cis
obsah	0,45	2,0	0,55	40,55	1,0	1,35	33,5
kyselina	Cie‘	Cis“	C20	C20‘	Cžs	C22“
obsah	16,9	1,9	0,6	0,5	0,4	0,3

byla esteriflkací s isobutylalkoholem a vakuovou destilací promytého surového produktu připravena směs isobutylesterů s intervalem tuhnutí 12 až 14 °C. K 60 dílům směsi Isobutylesterů bylo přidáno 40 dílů emulgátoru o složení 58 % oxethylovaného mastného alkoholu C12 až C15 se 3 moly etylénoxidu, 20 % oxethylovaného alkylfenolu C9 se 6 moly etylénoxidu, 12 kondenzačního produktu kyseliny kokosové a diethanolaminu v molárním poměru 1 :1,8 a 10 % kyseliny kokosové.

Byla připravena 13,5% emulze O/V, která byla aplikována stejným postupem a se stejnými výsledky jako v příkladu 1.

Příklad 3

Smísením 60 dílů dialkylftalátu, připraveného esterifikací anhydridu kyseliny ftalové technickou směsí C6 až C10 alifatických alkoholů, s 39,5 díly emulgátoru o složení 58 % oxethylovaného mastného alkoholu C12 až Cie se 3,5 moly etylénoxidu, 20 % hmot. oxethylovaného alkylfenolu C9 s 6 moly etylénoxidu, 12 % hmot. kondenzačního produktu kyseliny palmojádrové s diethanolaminu v molárním poměru 1 : 1,5 a 10 % kyseliny kokosové a s 0,5 díly vody byl získán vodojasný emulzní olej. Z něho byla připravena 10% emulze pro finální preparační úpravu syntetických vláken.

Tato emulze byla nanesena na vlákno způsobem podle příkladu 2 se stejnými výsledky.

Příklad 4

Emulze z příkladu 1 byla nanesena na nedloužené polyamidové vlákno pomocí dvojice preparačních válců při otáčkách 10,8 min“¹. Zjištěný nános na vlákně byl 0,7 až 0,8 %. Nedloužené vlákno bylo použito na výrobu polyamidového tvarovaného kabílku jemnosti 2670 dtex na dloužícím tvarovacím stroji. Bylo dosaženo příznivého průběhu dloužícího a tvarovacího procesu. Proti dosud užívaným preparaěním emulzím došlo k výraznému snížení uvolňování dýmů v tvarovacím vyhřívaném agregátu.

P ř í k 1 a d 5

Emulze z příkladu 1 byla nanesena na nedloužené polyamidové vlákno jak v příkladě 4. Vlákno bylo použito k výrobě kordového vlákna jemnosti 940 dtex na dloužicím stroji při dloužícím poměru 1; 4,6. Průběh dloužení byl dobrý a rozvlákněnost vydlouženého vlákna oproti dosavadnímu stavu výrazně poklesla. Ke zlepšení došlo dále při dloužení za tepla, kde se na vyhřívacím tělese netvořil žádný dým.

Claims (3)

1. pRedmEt

   1. Emulgovatelné preparační oleje pro zvlákňování a finální úpravu syntetických vláken, vyznačené tím, že obsahují hmotnostně

   55 až 90 % esterů karboxylových kyselin C12 až C22, s výhodou Ci6 až Cie, s alifatickými alkoholy Ci až C10 a/nebo diesterů kyseliny ftalové s alifatickými alkoholy Ci až C10,

   10 až 45 °/o emulgátoru obsahujícího hmotnostně 30 až 75 % oxethylovaných alifatických alkoholů C121 až Cie se 2 až 6 moly etylénoxidu, 5 až 50 % oxethylovaných alkylfenolů Cs až Cg s 4 až 9 moly etylénoxidu

   VYNALEZU a 1 až 20 % kondenzačních produktů kyseliny kokosové a/nebo palmojádrové a diethanolaminu v molárním poměru 1:1 až 2.
2. 2. Emulgovatelné preparační oleje podle bodu 1, vyznačené tím, že nejvýše 5 % emulgátoru je zastoupeno směsí karboxylových kyselin Cs až Cis.
3. 3. Emulgovatelné preparační oleje podle bodu 1 nebo 2, vyznačené tím, že obsahuje hmotnostně 55 až 90 % směsi o složení hmotnostně 70 až 95 % isobutylesteru kyseliny palmitostearové a 5 až 30 % dialkylftalátu s alkyly C4 až Cul