DE1031270B - Verfahren zum Antistatischmachen von Gebilden aus Vinylharzen - Google Patents

Verfahren zum Antistatischmachen von Gebilden aus Vinylharzen

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Description

DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft die Behandlung von Vinylharzerzeugnissen in Form von Fasern, Filmen u. dgl., um ihre Neigung, elektrostatische Ladungen auf sich anzusammeln, zu vermindern.
Vinylharze neigen dazu, eine elektrostatische Ladung an ihren Oberflächen zu entwickeln, besonders dann, wenn Fasern oder andere daraus hergestellte Gegenstände während ihrer Erzeugung oder während des Gebrauchs der Reibung unterworfen werden. Es sind bereits Behandlungsverfahren bekannt, um die An-Sammlung einer elektrostatischen Ladung an den Oberflächen von geformten Gegenständen aus Vinylharzen zu verhindern oder zu vermindern; beispielsweise ist bekannt, Vinylharze oder einen wesentlichen Prozentsatz gebundenes Vinylhalogenid im Molekül enthaltende Harze mit einer in Wasser dispergierten Verbindung zu behandeln, die einen Polyalkylenpolyaminkern mit einem mittleren Molekulargewicht von wenigstens 300 enthält. Ferner sind in Wasser dispergierbare Polyäthylenimine mit einem mittleren Molekulargewicht von wenigstens 300 bekannt, um elektrostatische Aufladungen auf der Oberfläche der Fäden, Fasern, Garne verschiedener Gewebe und anderer Gegenstände zu verhindern oder zu vermindern. Diese Verbindungen sind jedoch verhältnismäßig teuer und entsprechen nicht allen Anforderungen des Handels hinsichtlich der antistatischen Wirkung, der Verträglichkeit mit anderen Ausrüstungsmitteln u. dgl.
Es wurde gefunden, daß man Fäden/ Filme u. dgl. aus oder mit einem Gehalt an Vinylharzen dadurch antistatisch machen kann, daß man das Gut mit für die Textilausrüstung an sich bekannten quaternären Ammoniumverbindungen der allgemeinen Formel
Verfahren zum Antistatischmachen
von Gebilden aus Vinylharzen
R-CO-NH-CHo-CH9-CH9-N;
,R'
-R" (I) R'"
wobei R einen aliphatischen oder alicyclischen Rest, R' und R" Alkyl- oder Oxyalkylreste, R'" einen Alkyl-, Oxyalkyl-, Alkenyl- oder Aralkylrest und Y ein Anion bedeuten, ausrüstet.
Zweckmäßig bringt man die genannten Verbindungen gelöst in einem flüchtigen Lösungsmittel auf und trocknet dann den behandelten Gegenstand. Auf das behandelte Anmelder:
American Cyanamid Company,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr. F. Zumstein, Patentanwalt,
München 2, Bräuhausstr. 4
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. August 1951
Joseph John Carnes, Long Hill Drive, Conn. (V. St. Α.), ist als Erfinder genannt worden
Gut sollen 0,2 bis 10 Gewichtsprozent der quaternären Ammoniumverbindung aufgebracht sein.
Bei einer Durchführungsform der Erfindung bedeuten in der quaternären Ammoniumverbindung der Rest R einen aliphatischen oder alicyclischen Rest mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen, R' und R" Alkylreste mit 1 bis 5 oder Oxyalkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R'" einen Oxyalkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder einen Alkyl-, Alkenyl- oder Aralkylrest.
Die aufgebrachten Verbindungen sind ohne schädliche Einwirkung auf die Farbe, Reißfestigkeit, Elastizität, Biegsamkeit, die chemische Beständigkeit, Beständigkeit gegen Bakterien und Pilze und andere Eigenschaften der Vinylharze, ohne daß der Vinylharzgegenstand in irgendeiner Weise für seine vorgesehene Bestimmung ungeeignet gemacht würde.
Geeignete quaternäre Ammoniumverbindungen werden z. B. gemäß folgenden Reaktionsschritten hergestellt:
R',
CH2 = CH-CN+ NH
R"
R',
R"
N-CH2-CH2-CN
809 529/449
R'
R"'
:N—CH2- CH2- CN+2H2 R\
—CH2-CH2-CH2-NH2
R' , Il
3. ^N-CH2-CH2-CH2-NH2+ R-C-OH
R"
O H
,R'
R-C-N-CH2-CH2-CH2-N' +H2O
R"
Dabei haben R, R' und R" die in Formel (I) ange- moniumverbindungen aus den tertiären Aminen auch
gebene Bedeutung. durch Umsetzung mit Dialkylsulfat oder einem Aralkyl-
Die Quaternisierung der zuletzt genannten Verbin- chlorid erhalten. So ergibt z.B. N-(y-Myristoylamidodungen erfolgt durch Umsetzung mit den gewünschten 15 propyl)-N,N-dimethylamin bei der Behandlung mit
Alkylieningsmitteln, z.B. einem Alkylhalogenid, einem Benzylchlorid das Ammoniumsalz, nämlich N-(y-My-
Halogenhydrin oder Äthylenoxyd in Gegenwart eines ristoylamidopropyl)-N,N-dimethyl-N-benzyl-ammonium-
sauren Mittels. Ferner kann man die quaternären Am- chlorid:
, CH3
C13H27C-NH-CH2-CH2-CH2-N;
-CHXl
CH3
-Ί3 ±Χ27
— C — MH — CHo — CHo —
Vorzugsweise werden solche thermoplastischen Vinylharze der erfindungsgemäßen Behandlung unterzogen, bei denen das Vinylharz eine wesentliche Menge Acrylnitril, insbesondere Polyacrylnitril oder thermoplastische Mischpolymeren mit einem Gehalt an Acrylnitril, enthält, z.B. Harze, bei denen das Acrylnitril wenigstens 85 Gewichtsprozent des Gemisches der Monomeren ausmacht. Das Acrylnitril kann z.B. etwa 55 bis 99,5 Gewichtsprozent des Monomerengemisches betragen.
Die zu behandelnden polymeren und gemischt polymeren Acrylnitrile haben zweckmäßig ein mittleres Molekulargewicht zwischen 15 000 und 300 000, vorzugsweise ein Molekulargewicht von 35 000 bis 150 000. Hierbei ist das Molekulargewicht aus Viskositätsmessungen unter Verwendung der Staudinger-Gleichung (vgl. USA.-Patentschrift 2 404 713) berechnet.
Die zu verwendende quaternäre Ammomumverbindung oder deren Mischungen werden auf das thermoplastische Vinylharz z. B. in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst oder in dispergierter Form aufgebracht, wie in Wasser, Äthyl- oder Propylalkohol, Mischungen von Wasser und Alkoholen. Die zur Behandlung verwendeten Lösungen oder Dispersionen der quaternären Ammoniumverbindungen enthalten zweckmäßig 0,5 bis 5 Gewichtsprozent.
Die Lösung wird z.B. durch Eintauchen der Faser od. dgl., durch Versprühen, Klotzen od. dgl. aufgebracht, beispielsweise bei Zimmertemperatur oder bis zu 1000C. Beim Trocknen der Faser, z.B. auf Trockenwalzen, oder anderer geformter Gegenstände lagert sich die quaternäre Ammoniumverbindung zumindest auf den Oberflächen des behandelten Gegenstandes ab.
Die quaternären Ammoniumverbindungen werden auf das geformte thermoplastische Vinylharz, z.B. bei Fadenkabeln im Verlauf ihrer Erzeugung oder vor oder nach irgendeiner Ausrüstung aufgebracht. Auch Fasern und Garne können in entsprechender Weise ausgerüstet werden.
CH
Die erfindungsgemäß verwendeten quaternären Ammoniumverbindungen können auch auf im Gelzustand befindliche Vinylharze aufgebracht werden, die z.B. aus einer wäßrigen Calciumthiocyanatlösung gesponnen sind. Dabei wird zweckmäßig eine wäßrige Lösung, die ein quaternäres Ammoniumsalz gemäß Formel (I) enthält, auf die gelierten Fäden aufgebracht und dann getrocknet, z.B. mittels Trockenwalzen. Auf diese Weise verleiht die quaternäre Ammoniumverbindung der Faser sowohl während als auch nach dem Trocknen antistatische Eigenschaften.
Auch Stapelfasern, die gegebenenfalls auch im GeI-zustand vorliegen können, sind in der angegebenen Weise ausriistbar.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung dienen folgende Beispiele. Alle Teile und Prozente sind auf das Gewicht bezogen.
Beispiel 1
Ein Kabel aus endlosen Fäden eines Mischpolymerisates mit 60 % Vinylchlorid und 40 °/0 Acrylnitrilgehalt wird mit einer wäßrigen Lösung des Reaktionsproduktes
von 1 Mol Octylphenol und etwa 8 bis 12 Mol Äthylenoxyd benetzt, mit heißem Wasser gewaschen und in noch fecuhtem Zustand mit einer 2°/0igen wäßrigen Lösung von N - (γ - Caproylamidopropyl) - N,N - dimethyl-N - oxyäthyl-ammoniumchlorid oder N-(y-Caproylamidopropyl)-N.N-dimethyl-N-benzyl-ammoniumchlorid bei 20 bis 30°C behandelt. Der Strang wird in der Lösung auf und ab bewegt, abtropfen gelassen, an der Luft und anschließend in einem Ofen bei 1050C getrocknet. Der getrocknete Strang zeigt keine elektrostatische Aufladung, wenn man mit der Hand darüberstreicht, im Gegensatz zu einem unbehandelten trockenen Strang.
Beispiel 2
Eine 7 %ige Spinnlösung aus einem Mischpolymeren aus 19 Teilen Acrylnitril und einem Teil Methylacrylat
in 53%iger wäßriger Calciumthiocyanatlösung wird zu
Fäden versponnen. Die gesponnenen, gelierten Fäden R-CO-
werden gewaschen und getrocknet.
So erhaltene gelierte Fäden werden vor einer Trockenwalze mit einer 2%igen wäßrigen Lösung von N-(y-Stearoylamidopropyl)-N,N-dimethyl-N-oxyäthyl-ammoniumchlorid oder N-(y-Stearylamidopropyl)-N,N-dimethyl-N-benzyl-ammoniumchlorid behandelt. Als Ergebnis dieser Behandlung trocknet das Fadenkabel ohne elektrostatische Aufladung, was daraus ersichtlich ist, daß kein Abspreizen der trockenen Fäden auftritt. Darüber hinaus haben die trockenen Fäden eine ausgezeichnete Farbe. Das fertige Garn enthält 1 bis 4% des vorgenannten antistatischen Mittels, bezogen auf das Gewicht der Faser.
Folgende arbeitsmäßige Verbesserungen ergeben sich bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens:
Schmelzmittel, wie Butylstearat, werden so dispergiert, daß sie gleichmäßiger als bisher auf das Garn aufgebracht werden. Auch kann eine niedrigere Trocknungstemperatur verwendet werden. Außerdem wird eine einheitliche Schrumpfung erzielt, und das Garn wird glänzender als bisher. Schließlich sind die quaternären Ammoniumverbindungen in niedrigen Konzentrationen wirksam und erleichtern so ein einheitliches Aufbringen auf das Garn, wodurch ein sauberes Arbeiten der Trocknungswalzen möglich ist.
An Stelle der in den Beispielen angeführten quaternären Ammoniumverbindungen können auch andere Verbindungen gemäß Formel (I) oder deren Mischungen verwendet werden. Besonders geeignet sind N-(y-Stearoylamylpropyl) -Ν,Ν-dimethyl-N-oxyäthyl - ammoniumsalze oder N-(y-Stearoylamidopropyl)-N,N-di-(niedrigmol-alkyl)-N-aralkyl-ammoniumsalze, insbesondere ein N-(y-Stearoylamidopropyl)-N,N-dimethyl-N-benzyl-ammoni- umsalz.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:
1. Verfahren zum Antistatischmachen von Fasern, Fäden, Filmen oder anderen Gebilden aus oder mit einem Gehalt an Vinylharzen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gut mit für die Textilausrüstung an sich bekannten quaternären Ammoniumverbindungen der Formel
NH-CH2-CH2-CH2-N^-R" (I)
wobei R einen aliphatischen oder alicyclischen Rest, R' und R" Alkyl- oder Oxyalkylreste, R'" einen Alkyl-, Oxyalkyl-, Alkenyl- oder Aralkylrest und Y ein Anion bedeuten, ausrüstet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel (I) verwendet wird, in der R einen aliphatischen oder alicyclischen Rest mit wenigstens 7 Kohlenstoffatomen, R' und R" Alkylreste mit 1 bis 5 oder Oxyalkylreste mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und R'" einen Oxyalkylrest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen oder einen Alkyl-, Alkenyl- oder Aralkylrest bedeuten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verbindung der Formel (I) verwendet wird, in der Y einen Halogen- oder Phosphatrest bedeutet.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als quaternäre Ammonmmverbindung N-(y-Stearoylamidopropyl)-N,N-dimethyl-N-oxyäthyl-ammoniumchlorid oder -phosphat verwendet.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Textilgut mit einer solchen Menge einer Verbindung der Formel (I) ausgerüstet wird, daß auf dem fertigen Erzeugnis 0,2 bis 10% der Verbindung, bezogen auf das Gewicht des Vinylharzerzeugnisses, vorhanden sind.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die auszurüstenden Vinylharzerzeugnisse je Molekül Vinylharz eine wesentliche Menge gebundenes Acrylnitril, vorzugsweise 85 Gewichtsprozent, enthalten.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 459 062;
schweizerische Patentschriften Nr. 201 505, 201 506, 201507, 201508;
britische Patentschrift Nr. 607 088.
© 805 529/449 5.
DEA16146A 1951-08-17 1952-07-07 Verfahren zum Antistatischmachen von Gebilden aus Vinylharzen Pending DE1031270B (de)

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