DE1105108B - Verfahren zur Waermebehandlung von Polyesterfaeden und -garnen - Google Patents

Verfahren zur Waermebehandlung von Polyesterfaeden und -garnen

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DE1105108B DEI13478A DEI0013478A DE1105108B DE 1105108 B DE1105108 B DE 1105108B DE I13478 A DEI13478 A DE I13478A DE I0013478 A DEI0013478 A DE I0013478A DE 1105108 B DE1105108 B DE 1105108B
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Polyesterfäden, welche in gleitendem Kontakt mit einer heißen Metallfläche erhitzt werden, mittels Schmiermittelzusammenstellungen.
Aus der britischen Patentschrift 665 914 ist es bekannt, Textilfasern, mit einer wäßrigen Lösung oder Dispersion mit einem Gehalt an einem Carbonsäureester mit Molekulargewicht über 100 und einem FoIyglykol mit Molekulargewicht von mindestens 200 behandelt, antistatisch auszurüsten. In der USA.-Patentschrift 2 718 478 sind entsprechende Behandlungen von faserartigen Materialien beschrieben, wobei eine wäßrige Lösung eines wasserlöslichen Kondensates aus etwa 1 Mol eines niederen Alkylamids einer dimerisierten höheren Fettsäure und mindestens 8 Mol eines niederen Alkylenoxyds verwendet wird. In der USA.-Patentschrift 2 702 257 ist die Aufbringung von antistatischen Mitteln auf plastifizierte Fasern von Polymeren des Vinyltyps beschrieben, welche aus aliphatischen mehrwertigen Alkoholen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und 2 bis 6 Hydroxylgruppen und Äthern und Estern dieser mehrwertigen Alkohole bestehen.
Bei der Herstellung von künstlichen Polyesterfäden und -garnen ist es notwendig, die Fäden oder Garne zu erhitzen, wobei sie über einer heißen Metallfläche gleiten, z. B. während des Streckens, Ersehlaffens, Kräuseins und der Hitzefixierung. Bei den anschließenden Textilbehandlungen, wie Aufwickeln, Zwirnen, Wirken und Weben, sind die Fäden und Garne, während sie über verschiedene keramische, metallische oder ähnliche Führungen gelangen, einer beträchtlichen Reibung ausgesetzt. Um die Reibung herabzusetzen und diese Textilbehandlungen zu erleichtern, werden die Fäden und Garne während der Herstellung mit einer Schmiermittelzusammenstellung, der Schmälze, versehen.
Obgleich die bekannten Schmälzen für die folgenden Textilbehandlungen bei Zimmertemperatur befriedigend sind, geben sie, wenn die Fäden und Garne bei längerem Laufen über heiße Metallflächen gleiten, Anlaß zur Ansammlung von fester Abscheidung. Häufiges Reinigen der heißen Metallflächen wird notwendig, um ein Kleben und Reißen der sich bewegenden Fäden zu verhindern. Darüber hinaus tritt besonders bei der Behandlung von Fäden hoher Festigkeit, wie Polyäthylenterephthalatfäden, ein Abnutzen der heißen Metallflächen ein. Weiterhin ist bei der Herstellung dieser Schmälzen besondere Sorgfalt notwendig, um eine verhältnismäßig stabile Emulsion zu erhalten und während des Stehens und Lagerns ein Absetzen zu verhindern.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Polyesterfäden und -garnen bei Temperaturen oberhalb 140° C und ist dadurch gekenn-Verf ahren zur Wärmebehandlung
von Polyesterfäden und -garnen
Anmelder:
Imperial Chemical Industries Limited,
London
Vertreter:
Dipl.-Ing. A. Bohr, Dipl.-Ing. H. Bohr, München 5,
und Dr.-Ing. H. Fincke, Berlin-Lichterfelde, Drakestr. 51, Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 18. Juli 1956 und 24. Juni 1957
Kenneth Earnshaw MacCormack,
Harrogate, Yorkshire (Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden
zeichnet, daß solche Fäden, die mit einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Polyäthylenoxydkondensats mit einem Molekulargewicht über 200 und ferner bis zu 10 Gewichtsprozent eines antistatischen Mittels behandelt sind, über eine stationäre, auf über 14O0C erhitzte Metallfläche geführt werden.
Die Verbesserung der Behandlung gemäß vorliegender Erfindung wird besonders deutlich, wenn die Fäden oder Garne über eine auf über 140° C erhitzte Metallfläche, besonders bei geringen Querdrücken, gleiten, beispielsweise wenn die Fäden in tangentiale Berührung mit einer im wesentlichen flachen Metallfläche, wie einer heißen Platte, gelangen. Unter diesen Bedingungen tritt bei der erfindungsgemäßen Schmälze keine Bildung von festen Ablagerungen auf, wohingegen bei den bekannten Schmälzen beträchtliche Mengen abgelagert werden. Bei hohen, transversalen Drücken, z. B. wenn die Fäden oder Garne um einen heißen Stift gezogen werden, welcher im Falle der Polyäthylenterephthalatfäden auf über 80° C erhitzt wird, wird die Metallabnutzung bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schmälze herabgesetzt, im Gegensatz zu den bekannten Schmälzen.
Bevorzugt werden Polyäthylenoxydkondensate, die bei Zimmertemperatur flüssig sind, besonders PoIyäthylenglykole mit einem mittleren Molekulargewicht
109 577/381
von 200 bis 600. Wenn gewünscht, können auch feste Polyäthylenglykole mit dem mittleren Molekulargewicht über 60 angewandt werden.
Die in Mengen von weniger als 10 Gewichtsprozent benutzten antistatischen Mittel sollen wasserlöslich und bei den Verfahrenstemperaturen ausreichend flüchtig sein, um bei längerem Laufen die Bildung von Niederschlägen zu verhindern. Es können alle bekannten Mittel, z. B. ein Kondensat aus Cetylalkohol und 17 Mol Äthylenoxyd, benutzt werden.
Die Einarbeitung von weniger als 1% eines Materials, welches zwischen dem Garn und der heißen Metallfläche als Grenzschmiermittel wirkt, wie Natriumstearat, unterstützt das glatte Laufen und vermindert die Abnutzung der mit den Fäden in Berührung kommenden heißen Metallfläche. Das Grenzschmiermittel soll in der Schmälze löslich sein. Bei Verwendung eines antistatischen Mittels kann dieses so ausgewählt werden, daß es die Lösung des Grenzschmiermittels unterstützt. Es wurde gefunden, daß die Gegenwart von dem Kondensat aus Cetylalkohol und 17 Mol Äthylenoxyd die Lösung von Natriumstearat fördert. Die geringe Neigung einiger Grenzschmiermittel, beispielsweise von Fettsäureverbindungen, wie Natriumstearat, sich abzuscheiden, kann durch Zugabe eines Alkalis, wie Natriumhydroxyd, behoben werden, wobei der pH-Wert der Lösung auf 8 bis 9 erhöht wird.
Die Verhinderung der Bildung von festen Abscheidungen aus der Schmälze während des längeren Laufens bei höheren Temperaturen wird unterstützt, wenn die Bestandteile sich auf der heißen Metallfläche nicht zersetzen. Doch ist es in einigen Fällen, z. B. in dem Verfahren der britischen Patentschrift 808 213, zur Kräuselung notwendig, eine Metallfläche von so hohen Temperaturen, z. B. über 270° C, zu verwenden, daß die Zersetzung der organischen Bestandteile der Schmälze nicht verhindert werden kann. In diesem Falle sollen die Zersetzungsprodukte so flüchtig sein, daß sie keine angehäufte feste Ablagerung auf der Metallfläche bilden.
Die Schmälzen können auf die Fäden in jeder Fabrikationsstufe aufgebracht werden, ehe sie mit der heißen Metallfläche in Berührung kommen, zweckmäßig z. B. beim Schmelzspinnverfahren nach der Spinndüse. Die Menge der von den Fäden unter Verwendung üblicher Auftragemittel aufgenommenen Schmälze hängt von ihrer Denierstärke und der Garnstruktur ab, geeignete sind 5 bis 20%. Nach Verdampfung des Wassers aus der Schmälze bilden die zurückbleibenden Bestandteile einen auf der Fadenoberfläche gleichmäßig verteilten Film. Geringe Wassermengen werden durch hygroskopische Bestandteile der Schmälze zurückgehalten. Die auf den Fäden zurückbleibenden Mengen von nicht wäßrigen Bestandteilen der Schmälze sollen vorzugsweise mindestens 0,2% vom Gewicht der Fäden betragen.
Beispiel für Schmälzenzusammensetzungen
Schmälze A Teile
Polyäthylenglykol mit dem mittleren
Molekulargewicht 300 10
Natriumstearat 0,05
Kondensat aus Cetylalkohol und
17 Mol Äthylenoxyd 1,0
Natriumhydroxyd 0,0025
Der Ansatz wird mit destilliertem Wasser auf 100 Teile aufgefüllt. Der pH-Wert der Schmälze liegt zwischen 8 und 9.
Schmälze B
Teile
Polyäthylenglykol 200 2
Diäthanolaminsalz eines sauren
Fettalkoholphosphates 3
Wasser 95
Schmälze C
Teile
9
Polyäthylenglykol 200
Stearyltrimethylammoniumchlorid 3
Wasser 95
Beispiel 1
*5 Die Schmälzen A bis C werden jede auf frisch gesponnene Fäden aus Polyäthylenterephthalatfäden aufgebracht, ehe sie als Garn vor dem Streckprozeß aufgewickelt werden. Die Menge der auf die Fäden aufgebrachten Fadenteile der Schmälze beträgt 0,5 bis 1% vom Gewicht des Fadens. Die Fäden werden einem Streckprozeß mit Geschwindigkeiten von mindestens 150 m/Min, ausgesetzt. Ausreichende Streckbedingungen bei Streckverhältnissen bis zum 4,5fachen werden bei Verwendung eines heißen Stiftes bei 85° C und anschließend einer heißen Platte von 175° C erhalten. Ausgezeichnete Fadengarne werden während des kontinuierlichen Streckens erhalten; es werden keine Ablagerungen und nur geringe Abnutzung der heißen chromplattierten Stifte und Platten beobachtet.
Werden unter gleichen Bedingungen vergleichsweise Polyäthylenterephthalatfäden, jedoch in Gegenwart einer wäßrigen Emulsionsschmälze aus Mineralöl, Türkischrotöl, Triäthanolamin und Diäthylenglykol gestreckt, bildet sich auf den Platten eine braune An-Sammlung von fester Ablagerung innerhalb 12 Stunden, so daß nach 48stündigem Strecken eine Reinigung erforderlich ist. Wenn die Ablagerungen nicht entfernt werden, treten Fadenbrüche ein, und es wird die Gleichmäßigkeit der gestreckten Fäden beeinträchtigt.
Als weitere Besserungen sind folgende festgestellt:
a) Es wird ein gleichmäßigeres Auftragen der Schmälzen A bis C erhalten als mit der Vergleichsemulsionsschmälze. Der prozentuale Veränderungskoeffizient bei der Menge der angewandten Ausrüstung wird auf ein Drittel im Vergleich zu der Emulsionsschmälze herabgesetzt.
b) Wenn die Garne über die heißen Metallstifte und Platten gelangen, tritt keine Rauchbildung auf, wohingegen die Emulsionsschmälze beträchtliche Rauchbildung gibt.
c) Die Abnutzung der Metallflächen ist geringer als bei der Emulsionsschmälze.
g5 Beispiel 2
Die im Beispiel 1 beschriebene Schmälze wird bei dem Verfahren zur Herstellung gekräuselter kontinuierlicher Polyäthylenterephthalatfäden benutzt, wobei die kontinuierlich laufenden Fäden erhitzt werden, indem sie über eine schmale erhitzte Metallfläche geleitet werden, so daß die Fäden kontinuierlich ungleichmäßig nur auf einer Seite ihrer Länge erhitzt werden, während sie sich unter einer Spannung befinden, so daß die Fäden um nicht mehr als 10% gestreckt werden (vgl. britische Patentschrift 808 213). Die heiße Metallfläche wird auf eine Temperatur über 270 bis zu 900° C erhitzt. Es wird bei Verwendung der obigen Schmälze ein längeres kontinuierliches Ablaufen erreicht, wobei auf der heißen Metallfläche keine Ablagerung eintritt. Ablaufgeschwindigkeiten von min-
destens 500 m/Min, sind möglich, wenn die obige Schmälze in solchen Mengen benutzt wird, daß mindestens 0,3% nicht wäßrige Bestandteile der Schmälze auf den Fäden niedergeschlagen sind. Die potentiell gekräuselten Fäden werden aufgewickelt und einer Wärmeerschlaffungsbehandlung ausgesetzt, welche die Kräuselung entwickelt.
Wrenn an Stelle der Schmälze des Beispiels 1 eine der bekannten Schmälzen aus einer wäßrigen Emulsion eines Mineralöls, Türkischrotöls, Triäthanolaminoleats und Diäthylenglykols benutzt wird, bildet sich auf der heißen Metallfläche innerhalb von 3 Stunden eine Ablagerung, welche entfernt werden muß. Die Behandlung muß abgebrochen und die heiße Metallfläche abgekühlt werden, bevor die Ablagerung entfernt wird. Trotz dieser Reinigung ist die Zahl der Fadenbrüche 30fach und die Zahl der völligen Fadenbrüche in der Fadenricht, welche alle Fäden gleichzeitig betreffen, 20fach erhöht.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Wärmebehandlung von Polyesterfäden und -garnen bei Temperaturen oberhalb
140° C, dadurch gekennzeichnet, daß solche Fäden, die mit einer wäßrigen Lösung mit einem Gehalt von 2 bis 20 Gewichtsprozent eines Polyäthylenoxydkondensates mit einem Molekulargewicht über 200 und ferner bis zu 10 Gewichtsprozent eines antistatischen Mittels behandelt sind, über eine stationäre, auf über 140° C erhitzte Metallfläche geführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die behandelten Fäden aus PoIyäthylenterephthalat bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyäthylenoxydkondensat ein Polyäthylenglykol oder ein Polyäthylenglykolester einer mehr als 6 Kohlenstoffatome enthaltenden Fettsäure angewendet ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 702 257, 2 718 478,
729 576;
französische Patentschrift Nr. 1 102 391;
britische Patentschrift Nr. 665 914.
DEI13478A 1956-07-18 1957-07-17 Verfahren zur Waermebehandlung von Polyesterfaeden und -garnen Pending DE1105108B (de)

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