DE1039472B - Verfahren zum Schlichten von Textilien aus Polyamid - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft das Schlichten von Garnen, Zwirnen, Bändern u. dgl. aus Polyamid, um ihre Verarbeitung zu Tuch und Gewebe zu erleichtern. Insbesondere betrifft sie das Schlichten von Kettenfädenenden aus Polyamid für spätere Webvorgänge.

Ein relativ billiges und wirksames Mittel zum Schlichten von Textilgarnen u. dgl., die aus im wesentlichen linearen Polyamidfasern und -fäden bestehen, ist außerordentlich vorteilhaft und besonders dann zweckmäßig, wenn es das Garn während des Verlaufs der Verarbeitung und Umwandlung zu Tuch und Gewebe angemessen sdhützt, ohne auf seine physikalischen oder chemischen Eigenschaften nachteilig einzuwirken. Besonder-s vorteilhaft sind solche Sehlichten, die keine besonderen Spülverfahren erfordern, um die Se-hliehte vollständig vom Polyamid bzw. dem daraus hergestellten Gewebe zu entfernen.

Um die genannten Ziele zu erreichen, wird Polyamidgarn dadurch gesehlidhtet, daß man auf dem Garn einen weichgemaehten Film aus gemischten aromatischen Säureverbindungen, die durch Oxydation von Kohle erhalten sind und die nachfolgend als »Graphitsäureverbindungen« bezeichnet wer-den, aufbringt bzw. ablagert. Die Graphitsäureverbindungen können entweder die freien Graphitsäuren oderdie wasserlöslichen Salze, insbesondere die Alkalibzw. Ammoniumsalze der Graphitsäure oder· Gemische derselben sein. Zweckmäßigerweise wird die GraphitsäureverbinduHg mit Hilfe eines Lösungsmittels, vorzugsweise mit Wasser, aufgebracht.

Polyamidgarn, das erfindungsgemäß mit einem weichgemachten Graphitsäurefilm geschlichtet ist, ist hinreichend »geschmiert«, um die Fadenreibung bei seiner Verarbeitung auf ein Mindestmaß herab=- zusetzen, auch besitzt es ausgezeichnete Abriebfestigkeit, wenn es durch mechanische Garnverarbeitungsvorrichtungen geführt wird. Außerdem wird das Garn weder in Hinsicht auf Verfärbung noch in Hinsicht auf Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften durch die Gegenwart der Graphitsäure^ appratur- naehtedlig beeinflußt. Ferner beeinträchtigt insbesondere korrodiert: eine Graphiitsäureappretür auch nicht die Führungen und andere mit dem Garn in Berührung kommende Oberflächen und Teile der üblichen Garnverarbeitungsvorrichtungen. Palyamidgarn, das mit einem Graphitsäureüberzug versehen ist, läßt sich mit Hilfe der üblichen Verfahren unter Verwendung der gewöhnlich angewandten Reinigungsbäder von der Appretur völlig befreien und sauber spülen. Das erfindungsgemäß geschlichtete Polyamidgarn ist einem Garn, daß' mit bisher üblichen Mitteln, wie Polyacrylsäure u. dgl., geschlichtet ist, mindestens gleichwertig und häufig sogar überlegen. Eine Probe Polyamidgarn, das gemäß der vorliegen-Verfahren zum Schlichten von Textilien aus Polyamid

Anmelder:

The Dow Chemical Company,
Midland, Mich, (V, St, A.)

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Frieden.au,

und Dipl.rlng. K. Gxentzenbeig, München 27,

Eienzenauerstr, % Pateatanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika Ypm 3.P. Juli 1956

Herbert 5pwers RicjEert, Keith Burton Bozer,

Robert Stuart Montgomery, Midland, Mich.,

und Marshall Ward Duke, Bay City, Mich. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

den Erfindung geschlichtet worden ist, ist in Fig. 1 sehematiseh dargestellt.

Um den Auftrag bzw. die schlichtende Substanz weiehzumachen, kann jede die Graphitsäureverbindungen lösende iSubstanz, die gegenüber Polyamid inert ist, Verwendung finden. Außer Wasser können andere lösende Mittel, insbesondere polare Lösungsmittel, wie Glycerin, Glykole, Polyglykole od.. dgl., und zwar besonders solche mit relativ hoch liegenden Siedepunkten, geeignet sein; auch wäßrige Gemische zahlreicher polarer Lösungsmittel, z. B. Kombination nen von Wasser und Glykol, können vorteilhaft sein. Wäßrige Lösungen der Graphitsäuren, die 0,5 bis 30 Gewichtsprozent der Graphitsäureyerbindungen enthalten, dienen dazu, um Polyamidgarn vor der Verarbeitung zu Gewebe zu schlichten. Kettenfäden, werden mit wäßrigen Lösungen von 2 bis 8 Gewichtsprozent der Graphitsäureverbindungen geschlichtet.

In dem aufgebrachten Film, der das Garn umhüllt, wird eine ausreichende Menge des Lösungsmittels zurückgehalten, damit die Appretur für den beabsichtigten Zweck weich bzw. geschmeidig und hinreichend schmierend ist, besonders;, wenn yielfädige Garne angewandt werden. Ein weichgemachter Graphitsäurefilm, der, bezogen auf das Gewicht des Films, 0,5 bis 10,0 Gewichtsprozent Wasser enthält, sichert auch die Kontinuität der Schlichte auf der Oberfläche des Garns, auch dann, wenn durch Deformationen des Garns, wie z. B, durch Biegen oder Aufbauschen von vielfädigen Garnen, der Film zeitweilig gebrochen ist. Der genannte Wassergehalt im Graphit-

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säurefilm wird üblicherweise dadurch aufrechterhalten, daß man den appretierenden Film mit einer größer als die normale relative Feuchtigkeit enthaltenden Luftfeuchtigkeit, z. B. die der üblichen Tuch- und Gewebeherstellung, aussetzt. In einigen Fällen, kann es zweckmäßig· sein, in der Wärme bei höheren Temperaturen zu arbeiten, um so noch schneller den gewünschten Erweichungsgrad des Films nach dem Aufbringen der Lösung zu erzielen. Daraus geht hervor, daß der wirkliche Wassergehalt der mit wäßrigen Medien weichgemachten Graphitsäurefilme im allgemeinen von der relativen Luftfeuchtigkeit der Atmosphäre abhängig ist, der die Oberflächenfilme ausgesetzt werden.

Das Polyamidgarn kann man mit jeder gewünschten Menge an weichgemachten Graphitsäurefilm appretieren; Mengen von über 20 Gewichtsprozent sind unvorteilhaft. Zweckmäßigerweise beträgt die Menge 0,5 bis 10 Gewichtsprozent und im Mittel 3 Gewichtsprozent. Wenn aus Stapelfasern gesponnene Garne appretiert werden, ist eine größere Menge an Graphitsäurefilm anzuwenden als für Garne aus endlosen Fäden. Der Zusatz von Dickungsmittel erleichtert es, die gewünschte Menge an Appretur auf das Garn aufzubringen.

Die verwendeten aromatischen Graphitsäureverbindungen werden durch Oxydation eines wäßrigalkalischen Breis eines feinteiligen kohlenstoffhaltigen Materials aus Kohle und Koks, wobei letzterer durch Verkokung der Kohle bei Temperaturen unterhalb 700° C erhalten ist, mit gasförmigem Sauerstoff bzw. Luft erhalten. Auch Graphitsäureverbindungen, die durch Oxydation von geeigneten kohlenstoffhaltigen Stoffen mit Hilfe von Salpetersäure erhalten sind, sind geeignet. Kohlesorten, wie die als Anthrazit, bituminöse Kohle und Lignit bekannten, und andere Kohlesorten von geringerer Qualität sind verwendbar.

Die freien Graphitsäuiren lassen sich aus dein Oxydatgemisch isolieren, indem man die Lösung mit Schwefelsäure ansäuert und nach Filtration die wasserlöslichen freien Säuren durch Extraktion gewinnt. Zur anschließenden Isolierung der freien Graphitsäuren werden Verdampfungs- und Trocknungsverfahren angewandt, so daß die Graphitsäuren in Form fester Stoffe isoliert werden. .

Die freie Graphitsäure ist ein hygroskopisches, gelbliches, wasserlösliches Material. Die wasserlöslichen Salze zeigen ähnliche Eigenschaften. Das freie Graphitsäureprodukt besteht hauptsächlich aus verschiedenen aromatischen Polycarbonsäuren. Das durchschnittliche Molekulargewicht der Graphitsäuren liegt in der Nähe von 250; das durchschnittliche Äquivalentgewicht beträgt etwa 80. Gewöhnlich besitzen die Verbindungen durchschnittlich 2V2 bis 5 Carbonsäuregruppen im Molekül, wobei das bestimmbare Mittel 3 bis 4 beträgt. Wenn auch die genaue chemische Zusammensetzung und Konstitution nicht geklärt ist, so enthält das Graphitsäureprodukt doch offensichtlich erhebliche Mengen Benzoltri- und -tetracarbonsäuren wie auch aromatische Säuren mit noch komplizierteren Kernen. Häufig z. B. besteht der weitaus überwiegende Anteil der aromatischen Kerne, die in in der beschriebenen Weise hergestellten Graphitsäuren erhalten werden, aus Methylnaphthalin-, Benzol-, Diphenylnaphthalin-, Phenanthrene Alkylbenzol-, Benzophenon- und Toluolkernen.

Beispiel

Ein aus 34 Fäden gezwirntes Garn von 100 den, das 2,8 Verdrillungen/cm aufwies, wird mit einem gemischten aromatischen Graphitsäureprodukt in freier Form, das durch alkalische Oxydation von Kohle hergestellt ist, geschlichtet. Das durchschnittliche Molgewicht der Graphitsäure beträgt 270, das bestimmbare Äquivalentgewicht 82, und der Analyse nach enthielt es 54,4 Gewichtsprozent gebundenen Kohlenstoff und 3,0 Gewichtsprozent gebundenen Wasserstoff. Die Graphitsäureappretur wird in wäßriger 6%iger Lösung auf das Garn mit Hilfe der üblidhen Appretierverfahren aufgebracht. Der erhaltene weichgemachte Graphitsäurefilm steht in bezug auf seinen Wassergehalt mit Luft von einer Temperatur von 21° C und einer relativen Feuchtigkeit von 65% im Gleichgewicht. Das mit Graphitsäure appretierte Polyamidgarn ist mit Garn verglichen, das mit einer im Handel erhältlichen Polyacrylsäureappretur appretiert ist.

In Abriebversuchen ist der »Ausfaserpunkt« des Garns bestimmt, d. h. der Punkt, bei dem die einzelnen Fäden im Garn aufgebauscht bzw. abgespreizt bleiben, wenn das Garn nicht unter Zug steht. Diese Untersudhungen sind mit einer modifizierten Vorrichtung durchgeführt, die als »Duplan Cohesion Tester« (für Kunstseide und Rohseide) bekannt ist (Geier & Bluhm, Inc. of Troy, New York). Die Zahl der Schwingungen, die erforderlich ist, um Versagen der Garnappretur und Ausfasern des Garns herbeizuführen, ist festgestellt und graphisch in Fig. 2 der Zeichnung erläutert, in der der »Ausfaserpunkt« als die Zahl der zum Ausfasern erforderlichen Schwingungen ausgedrückt ist, während die auf das Garn aufgebrachte Menge an Appretur in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Garns, aufgetragen ist. Die bei Verwendung des mit Graphitsäure appretierten Garns erhaltenen Ergebnisse entsprechen der ausgezogenen Linie, während die Ergebnisse, die mit dem mit der Polyacrylsäure appretierten Garns erhalten sind, durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß die Graphitsäureappretur mindestens ebenso wirksam wie die übliche Polyacrylsäureappretur ist.

Andere Proben des gleichen Garns, von denen einige die eine und andere die andere Appretur enthalten, sind 7 Tage nach dem Aufbringen der Appretur untersucht worden, um festzustellen, ob in merklichem Umfang die physikalischen Eigenschaften des Garns nachteilig beeinflußt sind. Die Ergebnisse sind in der folgenden Aufstellung angeführt, in der zu Vergleichszwecken auch die ursprünglichen Eigenr schäften des nicht appretierten Garns aufgeführt sind.

Probe	Angewandte Appretur	Gewichtsprozent Appretur, bezogen auf Garn	Zähigkeit des Garns (g/den)	Dehnung in %
A	keine	—	6,76	13,6
B	keine	—	6,66	12,4
C	Polyacrylsäure	7,0	6,78	13,6
D	desgl.	1,0	6,54	11,4
E	Graphitsäuren -	1,0	6,81	13,0
F	. desgl.	1,5	6,59	13,2

Aus der Tabelle geht hervor, daß die Graphitsäureappretur, selbst wenn man sie erhebliche Zeit auf dem Garn beläßt, auf das Polyamidgarn keine nachteilige Wirkung ausübt.

Mit den appretierten Polyamidgarnen sind verschiedene Spülversuche durchgeführt. Bei einem dieser Versuche ist eine Docke Garn, das mit etwa 4,25 Gewichtsprozent des mit Wasser weichgemachten Graphitsäurefilms appretiert ist, 15 Minuten bei 38 bis 49° C mit Wasser gewaschen worden. Nach dem Spülen mit Wasser ist das gewaschene Garn getrocknet und auf zurückgehaltene Säure analysiert. Die Untersuchung zeigt, daß ■ die Graphitsäureappretur glatt und vollständig entfernt ist. Die kolorimetrische Untersuchung, bei der die gespülten Garnproben auf weiße Kunstharztafeln aufgewickelt werden, mißt mit einem Färb- und Farbdifferenzmesser nach Hunter, Modell Nr. 75 (Henry A. Gardner Laboratory, Inc. of Bethesda, Maryland), photoelektrisch die reflektierte Lichtmenge (R_d) und die Farbe (a+&), die bei den Garnproben erhalten ist. Der Reflexionswert ist ein Maß für die von den Garnproben reflektierte Lichtmenge im Vergleich zu der von einer genormten weißen Kachel reflektierten. Der Farbwert zeigt die Abweichung der Schattierung der Probe von Weiß. Negative α-Werte deuten auf das Vorhandensein einer blaugrünen Farbe in der Probe hin, und positive 5-Werte zeigen die vorhandene relative Gelbfärbung. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt, in der ferner auch der ib-Wert aufgeführt ist, der bei einer genormten weißen Kachel erhalten wurde:

35

40

Probe	Angewandte Appretur	77,0 52,8 54,9 52,6 53,3	a	b
G H K	genormte weiße Kachel keine Polyacrylsäure.. Graphitsäuren . . desgl	-3,0 -2,7 -3,0 -3,0	+ 1,8 +3,0 +3,8 +3,1 +3,2

Es ist zu erkennen, daß beim Spülen mit einem nichtionogenen Polyäthylenoxydäther die Graphitsäuren vollkommen vom Garn entfernt werden. Wenn sie nach dem Spülen zurückgeblieben wären, wäre der &-Wert der untersuchten, mit Graphitsäure appretierten Proben J und K wegen der eigentümlichen gelben Farbe der Graphitsäuren erheblich angestiegen.

Mit Graphitsäure appretierte Gewebe sind qualitätsmäßig mindstens mit einem ähnlichen Gewebe vergleichbar, das auf die gleiche Weise aus einem gleichen Garn gewoben ist, das mit einer 5gewidhtsprozentigen wäßrigen Polyacrylsäurelösung appretiert ist und wobei 3,3 Gewichtsprozent der Polyacrylsäureappretur auf dem Garn abgelagert sind.

Ausgezeichnete Ergebnisse, die den vorstehend angeführten entsprechen, können ferner erhalten werden, wenn Graphitsäureappreturen, einschließlich solchen, die aus wasserlöslichen Graphitsäuresalzen, wie Natrium- oder Ammoniumsalzen, oder Gemischen derselben mit freien Graphitsäuren bestehen, auf gesponnene Garne aufgebracht werden, oder wenn Polyamidgarne in Form von einzelnen Fäden oder in Form gesponnener Produkte mit Graphitsäureverbindungen für anschließende Knüpfverfahren geschlichtet bzw. appretiert werden. Fernerhin lassen sich die Graphitsäureverbindungen mit Vorteil zum Appretieren von Polyamidgarnen gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden, wenn sie in Kombination mit anderen Appreturen oder schlichtenden Materialien, einschließlich Polyacrylsäure, angewandt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Schlichten von Polyamidgarn, dadurch gekennzeichnet, daß man auf der Oberfläche des Garns einen weichgemachten Film von Graphitsäureverbindungen, der aus freien Graphitsäuren, wasserlöslichen Salzen der freien Graphitsäuren oder Gemischen derselben besteht, ablagert.

2. Verfahren nadh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Lösung verwendet, die vorzugsweise 0,5 bis 30 Gewichtsprozent und insbesondere 2 bis 8 Gewichtsprozent Graphitsäureverbindungen enthält.

3. Verfahren naoh Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte, wäßrige Lösung der Graphitsäure getrocknet wird.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 764 971.

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