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Verfahren zur antistatischen Ausrüstung von Textilmaterial Es sind
antistatisch wirksame Substanzen zur Behandlung von Textilmaterial bekannt. Diese
verleihen dem Textilmaterial jedoch im allgemeinen keinen dauerhaften antistatischen
Effekt, da sie beim Waschen und Reinigen wieder von der Faser entfernt werden. Es
ist auch bekannt, bei der Lösungsmittelreinigung den verwendeten Lösungsmitteln
antistatisch wirksame Verbindungen zuzusetzen. Diese werden jedoch bei jeder nachfolgenden
Reinigung infolge ihrer Löslichkeit wieder von der Faser entfernt und müssen neu
aufgebracht werden.
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Zur Erzielung eines dauerhaften antistatischen Effekts hat man bisher
kunstharzartige Verbindungen verwendet, deren Aufbringen jedoch meist mehr oder
weniger umständliche Operationen, wie Aufklotzen, nachträgliches Auskondensieren
usw., erfordert. Die auf das Gewebe aufzubringende Menge ist bei derartigen Harzpräparationen
relativ hoch, weil der spezifische antistatische Effekt dieser Stoffe im allgemeinen
recht gering ist. Infolge dieser hohen Auflage erhält man Gewebe von verhältnismäßig
steifem, hartem Griff. Außerdem kann es bei empfindlichen Geweben leicht zu einer
Verklebung der einzelnen Fäserchen kommen.
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Endlich hat man die Textilmaterialien in einem Zweibadverfahren zunächst
mit einer anionaktiven, dann mit einer kationaktiven Verbindung behandelt, um zu
einer auf der Faser unlöslich fixierten antistatischen Imprägnierung zu kommen.
Dieses Verfahren hat sich jedoch als zweistufiges Verfahren wegen seiner Umständlichkeit
nicht in die Praxis eingeführt.
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Es wurde gefunden, daß sich höhermolekulare Polyalkylenpolyiminderivate,
die am Stickstoff ganz oder teilweise durch kurzkettige Alkylcarbonsäure-bzw. Alkylsulfonsäuregruppen
substituiert sind und deren Stickstoffatome gegebenenfalls durch kurzkettige Alkyl-
oder Oxyalkylreste quaterniert sein können und deren Alkylengruppen innerhalb der
Alkyleniminkette gleich oder verschieden sein können und Kettenlängen von 2 bis
6 C-Atomen aufweisen, ausgezeichnet zum Antistatischmachen von Textil-und Fasermaterial
eignen. Charakteristisch für diese Verbindungen ist ihr polyampholytischer Charakter.
Sie besitzen ein Maximum ihrer antistatischen Wirksamkeit, wenn sie in Betainform
angewendet werden. Polyampholytische Polyalkylenpolyiminverbindungen der erfindungsgemäß
verwendeten Art sind z. B. durch -die nachstehenden Gruppen charakterisiert:
Index h bedeutet in den Gruppen 1 bis 7 einen höheren Polymerisationsgrad von mindestens
4.
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Verbindungen der genannten Art werden nach bekannten Verfahren erhalten,
beispielsweise durch
Umsetzung von Polyiminoverbindungen, wie Polyäthylenimin
mit Oxymethansulfonsäure, Chloroxypropansulfonsäure, Chloressigsäure o. dgl., und
anschließende Quaternierung. Die Verbindungen können sowohl in Form ihrer salzhaltigen
Reaktionslösung wie auch in gereinigter, salzfreier Form angewendet werden.
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Die erfindungsgemäß verwendeten Verbindungen zeichnen sich durch außerordentlich
hohe antistatische Wirksamkeit und gutes Aufziehvermögen aus, so daß nur geringe
Mengen angewendet zu werden brauchen. Infolgedessen werden die Griffeigenschaften
des behandelten Textilmaterials kaum beeinflußt. Bei höheren Anwendungsmengen macht
sich als Nebenwirkung höchstens ein geringer, nicht nachteiliger Weichmachungseffekt
bemerkbar. Die gute Wasserlöslichkeit gestattet eine leichte und unkomplizierte
Anwendung aus wäßrigem Bad. Das Aufziehvermögen ist hoch, so daß eine gute Flottenausnutzung
gegeben ist. Infolge der hohen antistatischen Wirksamkeit und des guten Aufziehvermögens
kommt man in vielen Fällen mit Anwendungskonzentrationen von etwa 1 g/1 aus. Im
allgemeinen arbeitet man im Konzentrationsbereich von 0,3 bis 10 g/1.
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Da eine immer größere Zahl von Textilien der Lösungsmittelreinigung
(chemische Reinigung, Trockenreinigung) unterworfen wird, ist die hohe Beständigkeit
des erfindungsgemäß erzeugten antistatischen Effekts gerade gegen organische Lösungsmittel
als besonders vorteilhaft anzusehen. In den meisten Fällen ist weder nach Kochen
mit Trichloräthylen noch nach der üblichen Reinigung mit Schwerbenzin unter Zusatz
von Reinigungsverstärkern eine nennenswerte Verminderung der antistatischen Wirkung
zu beobachten. Die Ausrüstung eignet sich demnach in erster Linie für Textilien,
wie Anzug-oder Kleiderstoffe, Strick- und Wirkwaren, die nicht der Naßwäsche unterworfen
werden. Die erfindungsgemäß erzeugte antistatische Ausrüstung ist also unter den
angegebenen Bedingungen dauerhaft und verhindert jede durch elektrostatische Aufladung
hervorgerufene Störung beim Tragen derartiger Textilien, vor allem aus Wolle, Acetylcellulose
oder vollsynthetischem Fasermaterial.
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Beispiele 1 a) Herstellung einer Verbindung mit der Gruppierung
22 g Polyäthyleniminhydrochlorid werden in wäßrig-alkoholischer, alkalischer Lösung
mit 70 g oxymethansulfonsaurem Natrium bei Siedetemperatur des Alkoholwassergemisches
(Mischungsverhältnis etwa 1 : 1) umgesetzt. Anschließend wird auf pH 8 abgestumpft,
eingedampft und durch Extraktion mit Äthanol vom anorganischen Salz abgetrennt.
Die äthanolische Lösung wird eingedampft, der Rückstand in Wasser gelöst und mit
der berechneten Menge Dimethylsulfat quaterniert.
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1 b) Perlontaft wird mit einer wäßrigen Lösung von 8 g/1 der nach
1 a) erhaltenen Verbindung bei einem pH-Wert von 6,5 imprägniert. Nach dem Abschleudern
und Trocknen bei 80°C ist das Gewebe gut antistatisch. Der Effekt ist beständig
gegen Kochen mit Trichloräthylen, wie folgende Meßwerte beweisen:
| Perlontaft Elektrischer Widerstand |
| des Gewebes in Ohm |
| Nicht imprägniert ....... > 10 000 - 103 |
| Wie vorstehend |
| imprägniert . . . . . . . . . . . 16,2- 103 |
| Nach Kochen mit |
| Trichloräthylen ....... 18,7.109 |
2a) Herstellung einer Verbindung mit der Gruppierung
Polyäthyleniminhydrochlorid wird mit chloressigsaurem Natrium in äquivalentem Mengenverhältnis
in verdünnter Natronlauge bei etwa 95 bis 100°C umgesetzt. Die Reaktionslösung wird
auf pg 7 eingestellt.
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2b) Acetylcellulosetaft wird mit einer wäßrigen Lösung, die 1 g/1
der gemäß 2a) hergestellten Verbindung enthält, wie unter 1 b) angegeben, imprägniert.
Der antistatische Effekt ist beständig: a) gegen eine Reinigung mit Schwerbenzin
-I- Reinigungsverstärkern b) gegen eine Reinigung mit Perchloräthylen -f- Reinigungsverstärkern,
wie folgende Werte beweisen:
| Acetylcellulosetaft Elektrischer Widerstand |
| des Gewebes in Ohm |
| Nicht imprägniert ....... 10000-1011 |
| Wie angegeben |
| imprägniert . . . . . . . . . . . 22 - 103 |
| Wie a) gereinigt . . . . . . . . . 32- 103 |
| Wie b) gereinigt . . . . . . . . . 23- 103 |
3 a) Herstellung einer Verbindung mit der Gruppierung
Polyäthyleniminhydrochlorid wird mit chloroxypropansulfonsaurem Natrium in verdünnter
wäßriger Natronlauge umgesetzt, wobei auf 1 Stickstoffatom des Polyäthylenimins
etwas mehr als 1 Mol chloroxypropansulfonsaures Natrium angewendet wird. Die Reaktionslösung
wird bei pu 7 eingedampft, der Rückstand durch Alkoholextraktion von anorganischem
Salz befreit und die alkoholische Lösung eingedampft. Das salzfreie Produkt wird
mit Dimethylsulfat quaterniert.
3b) Acrylnitrilgewebe wird mit einer
wäßrigen Lösung von 2g/1 der nach Beispiel 3a) hergestellten Verbindung bei einem
pn-Wert von 6,8 und einer Badtemperatur von 40°C imprägniert. Der antistatische
Effekt ist gegen Lösungsmittelreinigung beständig, wie aus der folgenden Tabelle
hervorgeht:
| Acrylnitrilgewebe Elektrischer Widerstand |
| des Gewebes in Ohm |
| Nicht imprägniert ....... 10000 -109 |
| Wie angegeben |
| imprägniert . . . . . . . . . . . 11,2- 109 |
| Wie im Beispiel 2 unter a) |
| gereinigt . . . . . . . . . . . . . 43 -109 |
| Wie im Beispiel 2 unter b) |
| gereinigt ............. 28 -109 |