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Verfahren zum Appretieren und antistatischen Ausrüsten von Fasern
oder Textilien Es ist bekannt, daß die Imprägnierung hydrophober Textilien mit gewissen
Verbindungen die Neigung der Textilien zur elektrischen Aufladung stark vermindert.
Solche Verbindungen werden antistatische Appreturmittel genannt. Jedoch werden praktisch
alle diese Appreturmittel durch Waschen oder Trockenreinigung oder durch bloßes
Spülen mit Wasser entfernt.
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Es sind auf der anderen Seite Verfahren zum Ausrüsten von Textilfasern
mit ungesättigte Äthylengruppen enthaltenden und daher an sich polymerisierbaren
Polyestern bekannt, bei denen die Beschichtung oxydativ fixiert wird, gegebenenfalls
mittels als Oxydationskatalysatoren bekannten Fixativen. Da derartige Beschichtungen
als Hilfsmittel bei der Verarbeitung der Textilien gedacht sind, sind sie jedoch
leicht entfernbar und stellen daher keine dauerhafte Appretur dar.
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Im Ge-ensatz dazu betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Appretieren
und antistatischen Ausrüsten von Fasern oder Textilien mit einer wäßrigen Lösung
eines aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen Carbonsäuren erhaltenen, polymerisierbaren
Polyesters und anschließender Fixierung der erzielten Beschichtung, das sich von
dem obengenannten Verfahren dadurch unterscheidet, daß erfindungsgemäß zum dauerhaften
Ausrüsten von hydrophoben Textilien ein Polyester aus Polyäthylenglykolen mit einem
Molgewicht von mindestens 200 und höchstens 6500 und Dicarbonsäuren und bzw.
oder deren Derivate wie Anhydride, Chloride und Ester mit mindestens einer Äthylengruppe
im Molekül verwendet werden, wobei ein ebenfalls aufgebrachter, radikalisch wirksamer
Polymerisationskatalysatorbeim Erwärmen Vernetzung und Unlöslichwerden bewirkt.
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Typische Beispiele geeigneter Polyester sind die Umsetzungsprodukte
aus ungesättigten Dicarbonsäuren in Art der Malein-, Fumar-, Itacon-, Citraconsäure
u. ä., mit zweiwertigen Alkoholen in der Art von Polyäthylenglykolen HOCH,CH,(OCH2CH#.OH
wobei n eine ganze Zahl von 3 bis 140 bedeutet. Es können auch Mischungen
der obengenannten ungesättigten Dicarbonsäuren verwendet werden, ebenso auch gewisse
Mengen ungesättigter Polycarbonsäuren mit mehr als zwei Carbonsäuregruppen (z. B.
Aconitsäure) im Verein mit den obengenannten Säuren, allerdings unter der Voraussetzung,
daß die verwendete Menge so bemessen ist, daß keine vernetzten, unlöslichen Polymere
während der Herstellung der gewünschten linearen, löslichen Polyester entstehen.
Ist das Mengenverhältnis von Polycarbonsäuren zu Dicarbonsäuren derart, so zeigen
die erhaltenen Produkte eine große Neigung zur Polymerisation, wenn sie in Anwesenheit
eines geeigneten Katalysators auf Textilmaterialien aufgebracht werden und auf erhöhte
Temperaturen erhitzt werden. Als zweiwertige Alkohole können andererseits auch Mischungen
zweiwertiger Alkohole verschiedenen Molekulargewichtes verwendet werden, es können
aber auch im Verein mit den zweiwertigen Alkoholen gewisse Mengen mehrwertiger Alkohole
mit mehr als zwei Hydroxylgruppen in Art des Glycerins angewandt werden unter der
Voraussetzung, daß die Menge so bemessen ist, daß die Bildung von vernetzten, unlöslichen
Polymeren während der Herstellung der linearen Polyester unterbleibt.
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Die Kondensation der ungesättigten Polycarbonsäuren (oder ihrer Derivate)
mit den mehrwertigen Alkoholen kann unter solchen Bedingungen durchgeführt werden,
daß ein hoher Grad von Polykondensation eintritt, so daß Polyester von hohem Molekulargewicht
gebildet werden (z. B. Polyäthylenglykol 600
und Itaconsäure mit einem Kondensationsgrad
von 850/, ergeben einen linearen Polyester mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von ungefähr 3000). Der Umsatz kann aber auch unter milderen
Bedingungen
durchgeführt werden, so daß verhältnismäßig niedermolekulare, polymere Polyester
entstehen.
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Produkte von gleicher chemischer Struktur der Monomeren, aber verschiedenen
Ausmaßes der Polykondensation verleihen nach ihrer Überführung in vernetzte Polymere
damit behandeltem Gewebe unterschiedliche Eigenschaften.
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Durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachte Appretur
werden das Aussehen und der Griff des Gewebes günstig beeinflußt. Gleichzeitig ist
es möglich, durch Abwandlung der Struktur des zur Herstellung der löslichen Polyester
dienenden Ausgangsmaterials, durch Abwandlung der Bedingungen und Mengen bei der
Anwendung und durch Abwandlung des Katalysators und der während der Polymerisation
herrschenden Bedingungen dem behandelten Gewebe eine große Zahl wertvoller Eigenschaften,
wie Steife, Weichheit und Fülle, zu verleihen.
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Der zur Durchführung der Erfindung nötige Katalysator ist aus der
Gruppe der Katalysatoren gewählt, die in der Lage sind, die Bildung freier Radikale
anzuregen, wie solche für Polymerisationsreaktionen zwischen Vinylgruppen bekannt
sind. Geeignete Katalysatoren sind z. B.: Kaliumpersulfat, Wasserstoffperoxyd plus
Eisensulfat (ein sogenanntes Katalysator-Redox-System), Peressigsäure u.
ä. Jeder dieser Katalysatoren erfordert geeignete Anwendungsbedingungen (pH
des Bades, Menge des nötigen Katalysators, Trocknungs- und Nachbehandlungsbedingungen).
Als zufriedenstellend erweist sich der Gebrauch von Kaliumpersulfat (10 Gewichtsprozent,
bezogen auf das Polymer) bei pH 6 bis 7 und der Gebrauch eines Redoxsystems
(0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent 350/jgen Wasserstoffperoxyds plus
0,05 Gewichtsprozent Eisensulfat, jeweils bezogen auf das Polymer) bei pH
2 bis 4. Die Nachbehandlung erfolgt z. B. durch 10 Minuten langes Trocknen
bei etwa 116'C
und darauffolgendes, 1/, Minute langes Erhitzen auf etwa 165'C.
Es besteht die übliche Zeit-Temperatur-Abhängigkeit, d. h., bei höherer Temperatur
genügt eine kürzere Nachbehandlungszeit und umgekehrt. Ungenügende Nachbehandlung
hat eine verminderte Haltbarkeit der Appretur beim Waschen zur Folge.
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Die auf das hydrophobe Textilmateriäl aufzubringenden polymerisierbaren
Polyester können zusammen mit wasserlöslichen oder wasseremulgierbaren, mono-oder
polyfunktionellen Monomeren in der Art von N,N-Methylen-bis-acrylamid, von Diacrylat
(oder Dimethaerylat) von Polyäthylenglykolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht
von 400 bis einschließlich 1000, 1,3,5-Triacrylylperhydro-S-triacin u.
ä. angewendet werden. Auf diese Weise werden dann Mischpolymerisate gebildet,
und die Eigenschaften des zugerichteten Textilmaterials können noch weiter durch
Auswahl der Struktur und der Menge der verwendeten Comonomeren im Verein mit dem
ungesättigten Polyester abgewandelt werden. Vorzugsweise ist bei der Polykondensationsreaktion
ein Verzögerer anwesend, um eine Polymerisation, die zur Bildung von unlöslichen
Produkten führen würde, zu vermeiden. Jedoch kann selbst bei Anwesenheit eines Verzögerers
bis zu einem gewissen Grad Polymerisation eintreten, und manchmal kann eine solche
Polymerisation von Vorteil sein, solange sie nicht zur Bildung unlöslicher, vernetzter
Produkte führt.
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Hydrophobe Fasern sind synthetische Fasern z. B. aus Polyamid, Nylon,
Polyestern oder auch Celluloseacrylacetatfasern. In den folgenden Beispielen ist
der spezifische Flächenwiderstand des Stoffes oder Gewebes als elektrischer Widerstand
zwischen zwei parallelen, metallischen Elektroden definiert, deren gegenseitiger
Abstand so groß ist wie ihre Länge.
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Der elektrische Widerstand von Textilmaterialien hängt von ihrem Feuchtigkeitsgehalt
bzw. der relativen Feuchtigkeit der umgebenden Atmosphäre ab. Die Massing der elektrischen
Widerstände ist bei einer relativen Feuchtigkeit zwischen 30 und
50 0/, durchgeführt worden. Beispiel 1
Auf ein Polyäthylenglykolterephthalatfaser
enthaltendes Gewebe wird ein durch thermische Veresterung in Anwesenheit von
3,3 Teilen Hydrochinon als Verzögerer und 4,2 Teilen Mischalkansulfonsäure
als Kondensationskatalysator hergestellter Polyester aus 390 Teilen Itaconsäure
und 1800 Teilen Polyäthylenglykol 600, der zu 65 % verestert
ist, aufgebracht. Die verwendete wäßrige 20 Gewichtsprozent dieses Polyesters mit
einem Gehalt von 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat enthaltende Lösung wird auf pH
6
eingestellt. Mit dieser Lösung auf 30 Gewichtsprozent Flottenaufnahme,
entsprechend einer Trockenaufnahme von 6 "/, Polyester, imprägniertes Taftgewebe
wird 10 Minuten bei 49'C getrocknet und danach bei 166'C 3 Minuten
lang nachbehandelt.
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Während das unbehandelte Gewebe einen spezifischen Flächenwiderstand
von 1010 Ohm aufweist, zeigt das behandelte Gewebe einen Wert von nur
1010 Ohm. Nach einmaligem Waschen ist dieser Wert immer noch derselbe, und
selbst nach zehnmaligem Waschen ist der Widerstand nur 1012 Ohm. Das Waschen wurde
in einer automatischen Haushaltswaschmaschine bei 60'C unter Verwendung eines
synthetischen Haushaltswaschmittels durchgeführt. Beispiel 2 Der im Beispiell verwendete
Polyester wird in Wasser zu einer lOgewichtsprozentigen Lösung gelöst. Zu dieser
Lösung setzt man 1 Gewichtsprozent Triacrylo-s-triazin und 2 Gewichtsprozent
Kaliumpersulfat zu und stellt den pH-Wert des Bades auf 6
ein. Mit dieser
Lösung wird ein Polyester-Taftgewebe imprägniert, getrocknet und, wie im Beispiel
1
beschrieben, nachbehandelt. Das zugerichtete Gewebe hat im wesentlichen
dieselben Eigenschaften wie das oben beschriebene.
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Beispiel 3
Eine 18gewichtsprozentige Lösung des im Beispiel
1
verwendeten Polyesters wird mit 2 Gewichtsprozent N,N-Methylen-bis-acrylamin
und 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat versetzt. Mit dieser Lösung wird ein entschlichtetes,
gebleichtes, ungefärbtes Nylon-Taftgewebe imprägniert. Die Aufnahme des Gewebes
an Feststoffen beträgt 6,5 Gewichtsprozent des Gewebes. Das Gewebe wird getrocknet
und entsprechend Beispiel 1 nachbehandelt.
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Während das unbehandelte Gewebe einen spezifischen Flächenwiderstand
in der Größenordnung von 1014 Ohm aufweist, zeigt das behandelte Gewebe nach einmaligem
Waschen (in einer automatischen Haushaltswaschmaschine bei 60'C mit einem
synthetischen Haushaltsreinigungsmittel) einen Widerstand von 1010 Ohm. Selbst
nach zehnmaligem Waschen ist der Widerstand im wesentlichen derselbe.
Beispiel
4 Ein aus 130Teilen Itaconsäure, 600Teilen Polyäthylenglykol 600 unter Verwendung
von 2,1 Teilen Paramethoxyphenol als Verzögerer und 1,5 Teilen Mischalkansulfonsäure
hergestellter Polyester mit einer 860/,igen Veresterung der Carboxylgruppen wird
in Wasser zu einer 301/,igen Lösunggelöst. Dazukommen 0,3 Gewichtsprozent
Wasserstoffperoxyd und 0,01 Gewichtsprozent Eisensulfat. Mit dieser Lösung
wird ein Polyäthylenglykolterephthalatfaser enthaltendes Gewebe imprägniert. Die
weitere Behandlung erfolgt gemäß Beispiel 1. Das appretierte Gewebe weist
selbst nach wiederholtem Waschen mit Seifenlösungen einen außerordentlich guten
Widerstand gegen elektrostatische Aufladungen auf.
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Beispiel 5
Ein aus 130 Teilen Itaconsäure, 1540 Teilen
Polyäthylenglykol 1540 unter Verwendung von 2,5 Teilen Paramethoxyphenol
und 3 Teilen Mischalkansulfonsäure hergestellter Polyester mit einer 900/,igen
Veresterung der Carboxylgruppen wird in Wasser zu einer 200/,igen Lösung gelöst.
Dazu kommen 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat. Nylontaft wird mit dieser Lösung
imprägniert und entsprechend dem Beispiel 1
behandelt; der Taft weist einen
spezifischen Flächenwiderstand von nur 109 Ohm auf, und dieser Wert ändert
sich auch nicht, selbst nach zehnmaligem Waschen in einer automatischen Haushaltswaschmaschine
mit einem synthetischen Haushaltsreinigungsmittel.
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Beispiel 6
Ein aus 117 Teilen Itaconsäure,
11,5 Teilen Aconitsäure, 600 Teilen Polyäthylenglykol 600 unter
Verwendung von 1,2 Teilen Paramethoxyphenol und 1,6 Teilen Mischalkan-sulfonsäure
hergestellter Polyester mit einer 63"/,igen Veresterung der Carboxylgruppen wird
in Wasser zu einer 20gewichtsprozentigen Lösung gelöst. Zu dieser Lösung kommen
2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat. Mit dieser Lösung wird ein Nylontaft imprägniert,
wobei die Feststoffaufnahme 5 Gewichtsprozent beträgt. Das imprägnierte Gewebe
wird getrocknet und wie in den vorhergehenden Beispielen nachbehandelt. Nach einmaligem
Waschen mit einem synthetischen Haushaltsreinigungsmittel in einer automatischen
Waschmaschine beträgt der spezifische Flächenwiderstand größenordnungsmäßig ungefähr
10" Ohm, nach zehnmaligem Waschen 1010 Ohm.
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Beispiel 7
Ein aus 13Teilen Itaconsäure, 600Teilen Polyäthylenglykol
6000 unter Verwendung von 0,9 Teilen Paramethoxyphenol und 1,2 Teilen
Mischalkansulfonsäure hergestellter Polyester mit einer 750/,igen Veresterung der
Carboxylgruppen wird zur Imprägnierung eines Nylontafts benutzt, wobei wie in den
vorhergehenden Beispielen beschrieben vorgegangen wird. Das appretierte Gewebe hat
einen weicheren Griff als das gemäß Beispiel 6 erhaltene. Nach einmaligem
Waschen beträgt der spezifische Flächenwiderstand größenordnungsmäßig
1010 Ohm, nach zehnmaligem Waschen 1012 Ohin. Die erfindungsgemäß verwendeten,
wasserlöslichen, ungesättigten Polyester haben im wesentlichen die folgende Formel:
wobei n eine ganze Zahl höher als 2, etwa 3 bis 140, R ein zweiwertiger Rest
mit mindestens einer ungesättigten Äthylengruppe (der zwischenständige Rest der
zweibasischen Säure), X eine ganze Zahl höher als 2 und A und B einwertige
Reste sind.