DE1225137B - Verfahren zur Oberflaechenbehandlung von Polyesterformgegenstaenden - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. CI.:

D 06 m

Deutsche Kl.: 8 k-1/30

Nummer: 1225137

Aktenzeichen: J 25627 IV c/8 k

Anmeldetag: 9. April 1964

Auslegetag: 22. September 1966

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur dauerhaften chemischen Modifizierung von Formgegenständen, wie z.B. Fäden, Fasern, Textilstoffen und Filmen aus Polyestern.

Die Behandlung von hauptsächlich aus linearen Polyestern hergestellten Formgegenständen mit Verbindungen, welche alkoholische Hydroxylgruppen enthalten wie Polyglykole, ist bekannt. Derartige Verbindungen sind z. B. in Spinnappreturen, antistatischen Appreturen und anderen Zusammensetzungen für Oberflächenbehandlungen enthalten. Bei solchen Behandlungen wird die Verbindung jedoch nicht dauerhaft an die Oberfläche geknüpft und kann durch Behandlung mit einem geeigneten Lösungsmittel mehr oder weniger schnell entfernt werden. Es wäre ein klarer Vorteil, wenn man die Verbindung mit Hilfe von kovalenten chemischen Bindungen dauerhaft an die Oberfläche knüpfte, um so ihre Entfernung durch Lösungsmittelbehandlung zu verhindern. Ein bekanntes Verfahren, um dies zu erreichen, besteht darin, daß man die Verbindung mittels sehr energiereicher Strahlung, Ozon oder anderen chemischen oder physikalischen Behandlungen, welche auf der Oberfläche des Polyestergegenstandes Radikale erzeugen, auf die Oberfläche aufpfropft. Dieses Verfahren ist jedoch im allgemeinen langsam sowie teuer und bringt in einigen Fällen verfahrenstechnische Gefahren mit sich.

Ein anderes Verfahren zur dauerhaften Verknüpfung chemischer Gruppen mit der Oberfläche vermittels kovalenter Bindungen ist in der belgischen Patentschrift 641 882 beschrieben, bei dem ein basischer Katalysator zur Katalysierung der Umsetzung von auf oder nahe der Oberfläche befindlichen Estergruppen des Polyesters mit Verbindungen, welche geeignete reaktionsfähige Gruppen enthalten, verwendet wird. Es wurde festgestellt, daß saure Katalysatoren zur Katalysierung solcher Reaktionen ebenfalls verwendet werden können und daß auf diesem Wege Gruppen dauerhaft vermittels kovalenter Bindüngen an die Oberfläche geknüpft werden können.

Gemäß der Erfindungwird zwecks dauerhafter chemischer Modifizierung von Formgegenständen, wie z. B. Fäden, Fasern, Textilstoffen oder Filme aus Polyestern ein Polyglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 300, welches 50 Gewichtsprozent PoIyoxyalkylenreste und mindestens eine Hydroxylgruppe je Molekül enthält, unter Berührung mit der Oberfläche des Formgegenstandes in Gegenwart einer nichtflüchtigen starken Säure, welche in Wasser von 25°C eine erste Dissoziationskonstante von nicht weniger als 10~³ aufweist, auf eine solche Temperatur Verfahren zur Oberflächenbehandlung von
Polyesterformgegenständen

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr

und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,

München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:
James Erick Mclntyre,
Dennis Richard Sheard,
Harrogate (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 11. April 1963 (14589)

as und während einer solchen Zeitdauer erhitzt, daß die von dem Polyglykol stammenden Polyäthergruppen durch neu gebildete kovalente Bindungen an die Oberfläche des Polyestergegenstandes geknüpft werden.

Durch Verknüpfung des Poly-(oxyalkylen)-glykols mit der Oberfläche des Formgegenstandes wird eine hydrophile und antistatische Oberfläche erzielt.

Die Polyester umfassen Polymere, welche in der Hauptpolymerkette Estergruppen enthalten, wie z.B. die Polyester und Mischpolyester, die sich von der Terephthalsäure ableiten. Die Erfindung ist insbesondere auf lineare Polyester und solche Polyester anwendbar, welche beispielsweise durch die Einverleibung eines tri- oder tetrafunktionellen Reaktionsstoffes, wie z. B. Glycerin, Pentaerythrit oder Trimesin- säure, bei der Herstellung des Polyesters leicht vernetzt oder verzweigt sind.

Die als Katalysator verwendete Säure ist eine nichtflüchtige starke Säure. Sie soll in Wasser von 25° C eine erste Dissoziationskonstante von nicht weniger als 10"~³ aufweisen. Schwache Säuren sind für die Esteraustauschreaktion weniger kräftige Katalysatoren. Die Säure soll nichtflüchtig sein, d.h., sie soll bei Atmosphärendruck einen Siedepunkt oberhalb 250° C besitzen, weil verhältnismäßig flüchtige starke Säuren, wie z.B. Salzsäure oder Trichloressigsäure, leicht in undissoziierter Form in den Polyester eindiffundieren und während oder nach der Oberflächenbehandlung

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in der Polymermasse abbauende Reaktionen katalysieren können. ' '^x ' ' '

Das Verfahren zur Oberflächenmodifizierung unter Verwendung saurer Katalysatoren besitzt gegenüber der früher beschriebenen basisch katalysierten Behändlung den Vorteil, daß der Katalysator nicht durch die Einwirkung von Wasser, Kohlendioxyd oder hydrolytische Seitenreaktionen inaktiviert wird. Obwohl die Gegenwart von Wasser eine konkurrierende hydrolytische Reaktion mit dem Polyester verursacht "> und deshalb die Behandlung am besten in Anwesenheit größerer Wassermengen ausgeführt wird, so vereinigen sich die dabei entstehenden Carboxylgruppen nicht mit dem Katalysator unter Inaktivierung desselben und bleiben deshalb für die Veresterung mit der alkoholischen. Verbindung verfügbar. Andererseits ist die basisch katalysierte Behandlung bei niedrigeren Temperaturen wirksamer als die sauer katalysierte Behandlung, so daß bei basischen Katalysatoren relativ mildere Bedingungen angewendet werden können.

Chemische Verbindungen, die an die Oberfläche des Formgegenstandes geknüpft werden, enthalten als Rest die Gruppe RO—, die sich von einer monofunktioneUen alkoholischen Verbindung ROH ableitet. Diese Gruppe ist durch eine einzige kovalente Bindung verknüpft. Wenn als alkoholische Verbindung ein Polyol verwendet wird, so können die verknüpften Gruppen oder ein Teil der verknüpften Gruppen durch mehr als nur eine kovalente Bindung an die Oberfläche des Polymers gebunden sein, aber die wirkungsvollste Oberflächenmodifikation wird dann erhalten, wenn die meisten Gruppen durch eine einzige kovalente Bindung an die Oberfläche geknüpft sind.

In Fällen, wo die Hydroxylverbindung zur Oxydation ' neigt, wird die Behandlung in vorteilhafter Weise in Gegenwart eines Antioxydationsmittels durchgeführt, wie z. B. einer phenolischen Verbindung.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein aus 100%igem Polyäthylenterephthalatfadengarn hergestellter Taftstoff wird in Poly-(oxyäthylen)-glykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 600 und einem Gehalt von 9,5 Gewichtsprozent konzentrierter Schwefelsäure getaucht. Die überschüssige Flüssigkeit läßt man ablaufen und erhitzt die Probe in einem Ofen bei 150⁰C 20 Minuten. Nach der Entnahme aus dem Ofen ist das Probestück leicht mit Wasser benetzbar. Das Probestück wird über Nacht kontinuierlich mit heißem Methanol extrahiert, um nicht umgesetzte Stoffe zu entfernen. Nach dieser Behandlung ist es immer noch leicht mit Wasser benetzbar. Die Menge mit der Oberfläche chemisch verbundenem Polyoxyäthylenglykol wird durch Bildung des Phosphormolybdänsäurekomplexes, dessen Extraktion aus dem Textilstoff mit Diäthylenglykol und kolorimetrischer Bestimmung mit Hilfe der Molybdänblaureaktion zu 0,29 mg/g Textilstoff bestimmt. '" -. ■ ■; -=- ·>.--■ -.

Proben des unbehandelten Tafts werden nicht durch Wassertropfen benetzt, und die Analyse bestätigt die Abwesenheit von Poly-(oxyäthylen)-glykol von der Oberfläche. Proben des Tafts, der wie oben, jedoch in Abwesenheit von Säure, behandelt ist, ist nach der Entnahme aus dem Ofen durch Wassertropfen benetzbar; die Testaktion über Nacht mit Methanol entfernt aber das gesamte Poly-(oxyäthylen)-glykol von der Oberfläche, wobei eine Oberfläche zurückblieb, , die nicht mehr durch Wassertropfen benetzt werden kann. Eine Analyse bestätigt die Abwesenheit von Poly-(oxyäthylenj-glykol auf der Oberfläche.

Beispiel 2

Das vorangehende Beispiel wird unter Zusatz von 0,5 Gewichtsprozent Thiobis-(3-methyl-6-t-butylphenol) als Schutzmittel gegen eine Oxydation zu dem Poly-(oxyäthylen)-glykol zusätzlich zur Schwefelsäure wiederholt. Der Textilstoff wird 5 Minuten auf 18O⁰C erhitzt, wobei ein leicht mit Wasser netzbarer Textur stoff erhalten wird, welcher antistatische Eigenschaften besitzt, die nicht durch Waschen oder Behandeln mit Trockenreinigungsmitteln zerstört werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur dauerhaften chemischen Modifizierung von Formgegenständen, wie z. B. Fäden, Fasern, Textilstoffen und Filmen aus Polyester, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyglykol mit einem mittleren Molekulargewicht von mindestens 300, welches 50 Gewichtsprozent Polyoxyalkylenreste und mindestens eine Hydroxylgruppe je Molekül enthält, unter Berührung mit der Oberfläche des Formgegenstandes in Gegen-, wart einer nichtflüchtigen starken Säure, welche in Wasser von 25⁰C eine erste Dissoziationskonstante von nicht weniger als 10~³ aufweist, auf eine solche Temperatur und während einer solchen Zeitdauer erhitzt wird, daß die von dem Polyglykol stammenden Polyäthergruppen durch neu gebildete kovalente Bindungen an die Oberfläche des Polyestergegenstandes geknüpft werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Polyglykol ein Antioxydationsmittel zugefügt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 000 778, 1123 284, 1105108.

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