DD150913A1

DD150913A1 - Gleitmittel

Info

Publication number: DD150913A1
Application number: DD22129080A
Authority: DD
Inventors: Juergen Peschel; Frank Jenke; Walter Kraus; Arne Koine; Gerd Mueller-Hagen
Original assignee: Juergen Peschel; Frank Jenke; Walter Kraus; Arne Koine; Mueller Hagen Gerd
Priority date: 1980-05-22
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1981-09-23

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, als Gleitmittel Verbindungen einzusetzen, die sich durch gute physikalische Kenndaten auszeichnen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Verbindungen als Gleitmittel bereitzustellen, die fuer die Steuerung der Haft-Gleiteigenschaften insbesondere von Polyamid- und Polyesterfaeden geeignet sind, die nach dem Schnellspinn- und Spinn-Reck-Winde-Verfahren hergestellt und nach bekannten Verfahren weiterverarbeitet werden. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe durch Gleitmittel geloest, die ein Gemisch darstellen aus einem Polyalkoholtriglycerid und mindestens einem synthetischen Esteroel, wobei diese Komponenten im Gemisch im Verhaeltnis zwischen 1 : 1 und 1 : 4 vorliegen. Die Erfindung wird beim Hersteller synthetischer Spinnprarparationen und beim Hersteller synthetischer Polymerfaeden im Spinn- und Weiterverarbeitungsprozesz wirksam.

Description

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Titel der Erfindung

Gleitmittel

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Gleitmittel für synthetische Polym-erfäden, insbesondere für Polyamid- und Polyesterfäden grober Titer, die vorzugsweise nach dem Schnellspinn- und. Spinn-Reck-Winde-Verfahren hergestellt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Zusammensetzung einer Präparation ist in Melliand-Textilberichte, Heft 3/1977 und in Chemiefasern/Textilindustrie, Heft 4/1977 allgemein beschrieben worden. So enthält eine klassische Spinnprä-paration neben Emulgatoren, Antistatika, Fadenschlußmitteln, Haftvermittlern, Bakteriziden und Korrosionsschutzmitteln insbesondere einen nicht unerheblichen Anteil von Gleitmitteln zur Steuerung der Gleitreibung zwischen Faden und Metall und der Haftreibung zwischen den Fäden. Vor allem die mit Abzugsgeschwindigkeiten von mehr als 3000 m/min ersponnenen, mit Titandioxid mattierten Fäden ver-

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langen zur Senkung der auftretenden hohen Reibungskräfte eine geeignete Gleitmittelzusammensetzung. Um diese Fadengeschwindigkeiten reibungsseitig zu beherrschen, versuchte man nach der DE-OS 2578734 als Gleitkomponenten niedrigviskose Mineralöle oder Esteröle mit geringem Molekulargewicht auf die Päden aufzubringen. Diese Mittel haben jedoch den Nachteil, daß sie in die Fadenoberfläche eindringen und sich nicht mehr restlos auswaschen lassen· Nach der Lehre der DE-OS 2530334 hat man versucht, mit hochmolekularen Polysiloxanverbindungen und. Esterölen die Gleiteigenschaften der Polymerfäden zu verbessern.

Diese Gemische haben jedoch eine teilweise zu geringe Temperaturbeständigkeit, so daß sie beispielsweise den beim anschließenden Recktexturierprozeß auftretenden Temperaturen bis 240 C nicht standhalten, sich zersetzen beziehungsweise verflüchtigen und so den Reibungswiderstand an den Fadenführungselementen derart erhöhen, d.aß diese vorzeitig mechanisch verschleißen. Diese Verschleißerscheinungen v/erden durch Mattierungsmittel in den Päden, z. 3. Titandioxid, noch verstärkt. Diesen Nachteil versuchte man dadurch zu begegnen, daß man rein empirisch die Gleitmittel auswählte und nach der DE-OS 2404639 vorgeschlagen hat, Esteröle wie Adipinsäureditridecylester, höhere Phthalsäurediester oder Trimethylolpropantripelargonat als Gleitmittel zu verwenden. Die Herstellung dieser Verbindungen ist jedoch technisch und. technologisch sehr aufy/endig. Infolge unserer begrenzten Rohstoffbasis und im Bestreben der allgemeinen Reduzierung teuerer Importrohstoffe sind diese Verbindungen auch nicht in ausreichender Menge verfügbar.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, solche Verbindungen als Gleitmittel einzusetzen, die sich neben hoher Temperaturbeständig-

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keit, geringer Flüchtigkeit, guter Auswaschbarkeit und anderer physikalischer Kenngrößen insbesondere durch gute Haft-Gleiteigenschaften vorzugsweise beim Schnellspinn- und Spinn-Reck-Winde-Verfahreη und bei bekannten Weiterverarbeitungsprozessen von Polymerfäden auszeichnen und. in ausreichender Menge auf Basis einheimischer Rohstoffe ökonomisch herstellbar sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Gleitmittel bereitzustellen, die sich durch solche physikalischen Kenngrößen auszeichnen, die sie für die Herstellung von Polymerfäden vorzugsweise nach dem Schnellspinn- und Spinn-Reck-Winde-Verfahren und zur Weiterverarbeitung nach bekannten Verfahren geeignet machen.

Erfindungsgemäß wird, die Aufgabe durch Gleitmittel gelöst, die ein Gemisch darstellen aus einem Polyalkoholtriglycerid der allgemeinen Formel

R₁ /(GR₂R₃)₃ - 07_m R, in welcher

R ein epoxidiertes natürliches ungesättigtes Triglycerid, R. Y/asserstoff oder eine Hydroxylgruppe,

R₂ Wasserstoff, eine Hydroxyl-, Alkyl-, Alkoxy-, Arylalkyl- oder Cycloalkylgruppe,

m eine gerade Zahl, mindestens 2

bedeuten und mindestens einem temperaturbeständigen synthetischen Esteröl, wobei im Gleitmittelgemisch die Komponenten

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Polyalkoholtriglycerid. und Esteröl im Verhältnis zwischen 1:1 und 1 : 4 vorliegen.

Als epoxodierte natürliche ungesättigte Triglyceridkomponente-R gemäß der allgemeonen Formel werden Sojaöl, Rüböl, Kokosöl, Erdnußöl, Sonnenblumenöl, vorzugsweise Sojaöl, verwendet.

Als Polyätheralkoholkomponente R../C CR₂Ro K-07 kommen vorrangig Polykondensate aus Diolen gegebenenfalls in Kombination mit Monoolen langer Kohlenstoffketten in Betracht, zum Beispiel veräthertes Polypropylenglykol der OHZ 355, veräthertes Butandiol-(1,3) der OHZ 340, veräthertes Glyzerin-Propylenoxid der OHZ 400, vorzugsweise veräthertes Butandiol-(1,3) der OHZ 340, zur Anwendung.

Folgende Vertreter der Polyalkoholtriglyceride, die im Gleitmittelgemisch angewandt werden, seien beispielsweise genannt:

- Umsetzungsprodukte aus epoxidierten Sojaöl und Polypropylenglykol der OHZ 355

- Uffisetzungsprod.ukte aus epoxidierten Sojaöl und durch Kondensation von 3utandiol-(i,3) hergestellten Polyätheralkohol der OHZ 340, wobei das Umsetzungsprodukt gegebenenfalls mit !Natronlauge neutralisiert ist oder mit soviel epoxidierten Sojaöl versetzt wird, bis ein Spoxidgehalt von 1 /o erreicht ist.

- Umsetzungsprodukt aus durch Kondensation von Butandiol-(1,3) erhaltenen Polyätheralkohol der OHZ 340 und epoxidierten Sojaöl sowie gegebenenfalls anschließende neutralisation.

Diese Polyalkoholtriglyceride weisen neben guter Lagerbeständigkeit über mehrere Monate, guter Hydrophobie, guter Funktionalität bei niedriger Viskosität und einfacher Her-

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stellung auch solche Eigenschaften auf, die sie ala Gleitmittelkomponenten geeignet machen, wie gute Löslichkeit in " organischen Lösungsmitteln, z. B, in Tetrachlorkohlenstoff, Methanol, Äthanol, Benzin, gute Korrosionsschutzeigenschaf-•ten gegenüber Messing, Vinid.ur, Aluminium, Polyäthylen, Stählen, niedrige AbdampfVerluste bei höheren Temperaturen, gute Temperaturbeständigkeit und. Reemulgierbarkeit bis 240 ⁰C.

Es wurde gefunden, daß die erfind.ungsgemäßen Polyalköholtriglyceride besonders dann hervorragende Haft-Gleiteigenschaften aufweisen, wenn sie im Gemisch mit synthetischen Esterölen, die aus aliphatischen Mono- und Polyalkoholen mit monood.er polyfunktionellen Säuren erhalten werden, im Verhältnis zxvischen 1 : 1 und. 1 : 4 enthalten sind. Als bevorzugtes Polyalkoholtriglycerid wird, das Umsetzungsprodukt aus, epoxidierten Sojaöl und. eines Polyätheralkohols, der durch Kondensation von Butandiol-d,3) erhalten wurde, eingesetzt.

Die Anwendung d.er erfindungsgemäßen Gleitmittelzusammensetzung erfolgt für sich oder in Gemisch mit anderen Präparationskomponenten innerhalb der oben für die Einzelkomponenten angegebenen Grenzen. Die als 10 bis 30 &Lge wässrige Emulsion vorliegende Präparation enthält wahlweise 3 bis 40 % eines äthoxylierten Rizinusöls mit 20 Xthylenoxideinheiten,

10 bis 40 % eines Alkylpolyglykoläthers, 10 bis 40 % eines Alkylphenylpolyglykoläthers, 10 bis 20 fo eines Phosphorsäureester 'und das erfindungsgemäße Gleitmittelgemisch, bestehend aus 5 bis 30 % eines Polyalkoholtriglycerids. und.

10 bis 30 % eines oder mehrerer Esteröle.

Die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches hergestellten Präparationen eignen sich besonders für Polyamid- und Polyesterfäden grober Titer, die nach dem

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klassischen Spinnverfahren sowie vorzugsweise nach dem Sohnellspinn- und Spinn-Reck-Wind.e-Verfahreη erhalten werden» Sie stellen klare hellbraune Konzentrate dar, die als wässrige Emulsionen ein milchig-weißes Aussehen annehmen. Die hervortretenden Vorteile des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches sind seine positive Wirkung auf das Reibungsverhalten der Fäden, die Erzielung guter Haft-Gleiteigenschaften und die damit verbundene gute Filmbildung auf der Fadenoberfläche· Der Vorteil der verbesserten Steuerung der Gleiteigenschaften zeigt sich insbesondere beim Spinn-Reck-Winde- und Schnellspinn- sowie Reck- und Texturierverfahren an den Fadenführungselementen, die über längere Zeit keine Versohl eißerscheinungen, s. B, Einschnitte von laufenden Fäden, infolge hoher Reibungskräfte aufweisen.

Ea wurde ferner festgestellt, daß sich die Präparation, in der das erfindungsgemäße Gleitmittelgemisch überwiegt, neben hervorragenden Haft- und Gleiteigenschaften auch eine ausgezeichnete Effiulsionsstabilität aufweist, nicht zur Vergilbung neigt, durch geringe AbdampfVerluste, insbesondere beim Spinn-Reck-Winde-, Sehne11spinn-, Reck- und Texturierverfahren, charakterisiert ist, wenig flüchtig ist, beim Aufbringen auf den laufenden Faden kein Abspritzen hervorruft und sich restlos wieder auswaschen läßt, lagerbeständig ist und gute Korrosionseigenschaften auf v/eist.

Überraschend, ist auch ihre Viskositätskonstanz in konzentrierter Form und. nach Zumischen von Wasser, ihr guter Fadenschluß und. ihre ausgezeichnete antistatische Wirksamkeit nach dem Aufbringen auf die Fäden.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Gleitmittelgemisches führt zur Importsubstitution bisher verwendeter Verbindungen und. schafft die Möglichkeit der umfassenderen ITutzung vorhandener beziehungsweise im Inland, produzierter synthetischer Produkte.

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Ausführungsbeispiele

Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden·

Beispiel 1:

Mit mehr als 3000 m/min ersponnene Polyesterfäd.en vom Kord.typ werden Kit einer Präparation folgender Zusammensetzung beauflagt:

20 % eines Dialkalisalzes einer Alkylpolyglykolätherphosphorsäure,

20 fo eines Alkylpolyglykoläthers mit 8 Äthylenoxideinheiten, 25 % eines Alkylphenolpolyglykoläthers mit 8 Athylenoxideinheiten,

10 % Rizinusöl mit 20 Äthylenoxideinheiten und. das erfindungsgemäße Gleitmittelgemisch, bestehend aus

10 % eines Polyalkoholtriglycerids: hergestellt auf der Basis eines epoxidierten Sojaöls mit einem Polyätheralkohol der OHZ 340 aus Butandiol~(1,3) und

15 % eines Stearinsäurealkylesters als Esteröl.

In einem Vergleichsversuch wurden die Polyesterfäd.en mit einer Präparation beauflagt, deren Gleitmittel unter anderem aus ITaturölen bestand und folgende Zusammensetzung aufwies:

10 % eines Dialkylammoniumsalzes der Alkylpolykolätherphosphorsäure,

40 % eines Alkylpolyglykoläthers mit 8 Äthylenoxideinheiten, 15 % eines Alkylphenolpclyglykoläthers mit 8 Äthylenoxideinheiten und. die Gleitkomponenten bestehend aus:

5 % Rizinusöl mit 20 Äthylenoxideinhoiten,

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10 % Rizinusöl und

20 % eines Adipinsäuredialkylesters beziehungsweise Phthalsäure diaIky!esters«

In der nachstehenden T_abelle sind die das Gleitverhalten cha· räkterisierenden Werte gegenübergestellt:

Tabelle 1:

Physikalische Kenngrößen

Präparation mit den erfindungsgemäßen Gleitmitteln

Vergleichsversuch

Titer /tex/	28,5	28,8
Rkm	57,8	54,2
Kochschrumpf 1%J	1,4	1,5
Dehnung /%J	19,1	15,0
Thermoschrumpf [%J	5,7	6,0
Reibungseigeh-
schaften	0,275	0,29
Seide/Sinderkorund
Reibungseigen
schaften	0,82	0,83
Seide Afe ta 11

Beispiel 2:

Nach dem Spinn-Reck-Y/inde-Verf ahren ersponnene Polyamidfäden vom Cordtyp werden mit einer Präparation folgender Zusammensetzung beauflagt:

30 % Rizinusöl mit 20 Äthylenoxideinheiten, 10 % eines Alkylphenolpolyglykoläthers mit 8 Äthylenoxideinheiten,

— 9 —

_r9 „ 221290

10 % eines Dialkalisalzea einer Alkylpolyglykolätherphosphorsäure und. das erfind.ungsgemäße Gleitmittelgemisch, bestehend aus:

25 % eines Polyalkolioltriglycerids, hergestellt auf der Basis eines epoxidierten Sojaöls mit einem Polyätheralkohol der OHZ 340 aus Butandiol-(1,3) und

25 % eines aromatischen Dicarbonsäureesters als Esteröl·

In zwei Vergleichsversuchen wurden die Polyamidfäden mit einer Präparation beauflagt, deren Gleitmittel aus importierten Verbindungen bestand und. folgende Zusammensetzung aufwies:

Versuch 1:

10 % eines Alkylphenolpolyglykoläthers mit 8 Äthylenozideinheiten,

30 % Rizinusöl mit 20 Äthylenoxid.einheiten, 10 % eines Dialkylammoniumsalzes der Alkylpolyglykolätherphosphorsäure

und. die Gleitkomponenten, bestehend aus:

25 % eines natürlichen Triglycerids, 25 % eines aromatischen Ssteröls 20 % eines aromatischen Dicarbonsäureesters und 8 % Wasser.

Versuch 2:

45 % Rizinusöl,

50 % eines Polyoxyäthylenglykolesters und 5 fo Wasser.

In der nachstehenden Tabelle 2 sind die das Gleitverhalten charakterisierenden Werte gegenübergestellt: .

- 10 -

-ίο- 22 1290

Tabelle 2:

Physikalische Kenngrößen

Präparation mit den. erfindungsgemäßen Gleitmitteln

Vergleichs- Vergleichsversuch versuch 1 2

liter /texj	⁷ 95,1	94,9	95,8
RkE	76,4	75,1	75,5
Dehnung /%J	15,2	12,9	15,2
Reibungseigen-
achaften	0,52	0,55	0,52
Seide/Si nderko-
Reibungseigen
schaften
Seide/Metall
bei 20 ⁰C	0,68	0,72	0,68
bei 80 ⁰C	0,63	0,65	0,63
bei 180 ⁰C	0,53	0,54	0,54

Beispiel 3:

Uach dem klassischen Spinnverfahren hergestellte Polyamidfäden vom Grobtyp, mattiert, profiliert, texturiert werden mit einer Präparation folgender Zusammensetzung beauflagt:

25 % Rizinusöl mit 20 Äthylenoxideinheiten,

25 % eines Alkylphenols mit 8-10 Äthylenoxideinheiten und. das'erfindungsgemäße Gleitmittelgesiisch, bestehend.

aus:

20 % eines Polyalkoholtriglycerids: hergestellt auf der Basis eines epoxidierten Sojaöls mit eines Polyätheralkohol der OHZ 340 aus Butandiol-(1,3) sowie

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20 % eines aromatischen Dicarbonsäureesters und 10 % eines aliphatischen Honoester-s als Esteröle.

In. einesi Vergleichsversuch wurden das gleiche Polyamid mit einer Präparation folgender Zusammensetzung beauflagt:

25 % Rizinusöl mit 20 Äthylenoxideinheiten, 25 % eines Alkylphenols mit 10 Äthylenoxideinheiten und. einem Gleitmittelgemisch,bestehend aus:

20 % Rizinusöl,

20 % Dioctylphalat eines aromatischen Dicarbonsäureesters, 10 % Lutylstearat.

Beide Versuche zeigten die gleichen Verarbeitungseigenschaften und beweisen den ökonomischen Vorteil des Austausches der importierten Gleitmittel gegen einheimische Produkte.

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Claims

- 12 - 22 1290 Erfind.ungsansprüche

1« Gleitmittel zur Steuerung der Gleiteigenschaften synthetischer Poly sierf ad en, insbesondere von Polyamid- und Polyesterfäden grober Titer, die vorzugsweise nach dem
Schnellspinn- und. Spinn-Reck-Y/inde-Verfahren hergestellt und. nach bekannten Verfahren weiter verarbeitet werden,
gekennzeichnet durch ein Gemisch aus einem Polyalkoholtriglycerid der allgemeinen Formel

R₁A CR₂R₃)-QZ_n R,

in. welcher

R ein epoxidiertes natürliches ungesättigtes Driglycerid., R₁ Wasserstoff oder eine Hydroxylgruppe,
R₂ Wasserstoff, eine Hydroxyl-, Alkyl-, Alkoxy-, Arylalkyl- oder Cycloalkylgruppe,

Ro Wasserstoff, eine Hydroxyl-, Alkyl-, Alkoxy-, Arylalkyl- oder Cycloalkylgruppe,

m eine gerade Zahl, mindestens 2,

bedeutet und. mindestens einem temperaturbeständigen synthetischen Esteröl, wobei im Gleitmittelgemisch die Komponenten Polyalkoholtriglycerxd. und. Esteröl im Verhältnis zwischen 1:1 und. 1:4 vorliegen.

2« Gleitmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet durch, daß Polyalkoholtriglyceride gemäß der allgemeinen Formel auf
Polyamid- und. Polyesterfäden nach dem Fadenbildungsprozeß aufgebracht werden.