DE1419403C

DE1419403C - Verfahren zum Konditionieren, Schmälzen und Antistatischmachen von Fasern und Fäden aus einem Acrylnitrilpolymerisat

Info

Publication number: DE1419403C
Application number: DE19611419403
Authority: DE
Inventors: Jean Bernerd Durham N.C.; Waitkus Calvin Joseph Mountain Lakes N.J.;(V.St.A.) Bond
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1960-06-22
Filing date: 1961-06-22
Publication date: 1973-04-19

Description

Polymerisats vergrößern usw. Geeignete polymere Materialien zum Mischen mit dem Grundpolymerisat, das aus Polyacrylnitril oder einem binären oder ternären Mischpolymerisat von Acrylnitril und dem vorstehend genannten mischpolymerisierbaren Substanzen bestehen kann, sind diejenigen polymeren Materialien, die in dem gleichen Lösungsmittel wie das Grundpolymerisat löslich sind und die, wenn sie mit dem Grundpolymerisat in einer Menge von 2 bis 50 Gewichtsprozent der Mischung gemischt sind, eine Mischung ergeben, die eine Lösung von wenigstens 5%iger Konzentration in dem Lösungsmittel bildet, welche nach üblichen Verfahren zu Fasern verarbeitet werden kann. Beispiel für geeignete Lösungsmittel sind Dimethylformamid, Dimethylacetamid, y-Butyrolacton, Äthylencarbonat, Dimethylsulfoxyd, Dimethylsulfon und Nitromethan.

Beispielsweise kann die Mischung ein Grundpolymerisat, z. B. ein Mischpolymerisat mit wenigstens 80 Gewichtsprozent Acrylnitril. und bis zu 20 Gewichtsprozent eines anderen monoolefinischen Monomeren und 2 bis 50% eines Mischpolymerisats aus 10 bis 70% Acrylnitril und 30 bis 90% eines anderen monoolefinischen Monomeren enthalten, das von dem Mischmonomeren in dem Grundpolymerisat verschieden ist, z. B. 30 bis 90% eines vinylsubstituierten heterocyclischen tertiären Amins, wie ein Vinylpyridin, ein Vinylimidazol, ein Vinyllactam oder andere vorstehend angegebene Monomere und vorzugsweise ein Vinylpyridin. ■

Es ist ein Verfahren zum Schmälzen und Antistatischmachen von geformten Erzeugnissen, insbesondere Fasern oder Fäden, aus einem Acrylnitrilpolymerisat, das vorzugsweise wenigstens 80 Gewichtsprozent Acrylnitril im Molekül enthält, bekannt, bei welchem das Erzeugnis mit einer wäßrigen Dispersion behandelt wird, die 1 bis 5% eines Gemisches folgender Zusammensetzung enthält:

a) 20 bis 50 Gewichtsprozent eines nichtionogenen oberflächenaktiven Teilesters aus einer aliphatischen Carbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen,

b) 15 bis 35 Gewichtsprozent eines nichtionogenen oberflächenaktiven Polyäthers, der durch Kondensieren von 150 bis 250 Teilen Äthylenoxyd mit einem Teil einer wasserunlöslichen Oxyfettsäure, eines Esters einer solchen Säure oder einer Mischung einer solchen Säure mit einem solchen Ester, erhalten ist,

c) 10 bis 40 Gewichtsprozent einer kationaktiven quaternären Ammoniumverbindung der allgemeinen Formel

R" R'

[OSO₃R]"

in welcher R ein Alkylradikal mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen, R' ein Alkylradikal mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen und R" ein Alkylradikal mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen bedeutet.

d) 5 bis 25 Gewichtsprozent einer substituierten Carbamylverbindung der allgemeinen Formel

O R₂ R₃

O R₅ C=D₂

R₆-C-N-C(CHRs)-A]₄-(CH₂)^-N B X R₄

in welcher R₁ und R₆ gesättigte Alkylradikale mit wenigstens 6 Kohlenstoffatomen bedeuten; R₂, R₃, R₄ und R₅ Wasserstoff, Alkyl- oder Oxyalkylradikale mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen bedeuten, wobei R₃ und R₄ ferner eine Säureamidkette darstellen können, die von einer Säure oder einem Polyamin abgeleitet ist; R₇ und R₈ gleich oder verschieden sind und Wasserstoff oder die Methylgruppe bedeutet, D₁ und D₂ Sauerstoff, Schwefel oder Imidogruppen bedeuten; g 0 bis 3 bedeutet; A Sauerstoff, Schwefel, eine Aminogruppe, eine einfach alkyl- oder alkylolsubstituierte Aminogruppe mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen (wie N — C₂H₄OH oder N — C₂H₅) und methyl- oder oxysubstituierte einfache Alkylgruppen bedeutet; / undy ganze Zahlen von 1 bis 6 darstellen; e und k 0 bis 6 bedeuten; m und t ganze Zahlen von 1 bis 6, vorzugsweise nicht über 2, darstellen, B eine Alkylgruppe oder ein Säurekation bedeutet und X ein negatives Radikal, wie ein Halogen oder ein anderes Säureanion, bedeutet.,

Es wurde nun gefunden, daß man eine besonders gute antistatische Ausrüstung erhält, wenn die Erzeugnisse mit einer Dispersion behandelt werden, die einen nichtionogenen oberflächenaktiven Teilester aus einer aliphatischen Carbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, einem nichtionogenen oberflächenaktiven Polyäther, der durch Kondensieren von 150 bis 250 Teilen Äthylenoxyd mit einer wasserunlöslichen Oxyfett-

säure, einem Ester einer solchen Säure oder einer Mischung von solchen Säuren und Estern erhalten ist, und als kationische oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel

CH₃

R — N — C₂H₅
CH₃

Beispiele von Hydroxyfettsäuren, die als solche oder in Form von Teilestern mit den oben angegebenen mehrwertigen Alkoholen zur Kondensation mit Äthylenoxyd zur Bildung der Ätherkomponente in der Ausrüstung gemäß der Erfindung benutzt werden können, sind gesättigte oder ungesättigte Oxysäuren, wie

(OSO₃R')

in der R einen Alkylrest mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen und R' einen Alkylrest mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen bedeuten und in einer Menge von 10 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Dispersion, enthält. Die Dispersion kann gewünschtenfalls auch noch zusätzlich die substituierte Carbamylverbindung der angegebenen Art enthalten, um den behandelten Erzeugnissen eine noch größere Gleitfähigkeit und Weichheit zu verleihen.

Wie Versuche gezeigt haben, wird durch die Verwendung der Verbindung der allgemeinen Formel

CH₃

R — N — C₂H₅
CH,

. (OSO₃R')"

12-Hydroxyoctadecansäure,
ίο 12-Hydroxydodecansäure,

16-Hydroxyhexadecansäure,

11-Hydroxyhexadecansäure,

10-Hy droxyoctadecansäure,

3,12-Dihydroxypalmitinsäure,
9,10,16-Hydroxyhexadecansäure,

9,10,12,13-Hydroxyoctadecansäure,

16-Hydroxy-7-hexadecensäure und

O-Hydroxy^-octadecensäure.

Beispiele für die gemäß der Erfindung zu verwendenden quaternären Ammoniumverbindungen der vorstehend angegebenen Formel umfassen Soyadimethyläthylammoniumäthosulfat, in welchem die durch R dargestellten Alkylgruppen aus dem im Soyaöl enthaltenen Fetten erhalten wurden und hauptsächlich aus gesättigten aliphatischen C 16- und C 18-Carbonsäuren, wie deren Estern bestehen, beispielsweise

3°

als kationische oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindung bei der genannten Dispersion eine überraschend hohe antistatische Wirkung erzielt, die wesentlich über die Wirkung der bekannten Ausrüstungsmittel hinausgeht.

Der in der Dispersion verwendete Teilester kann z. B. ein Ester von Mannit, Sorbit, Glukose. Erythrit, Pentaerythrit, Glykole, wie Äthylenglykol, Triäthylenglykol, Propylenglykol, Diäthylenglykol oder Tetraäthylenglykol sein. Teilester mit einer einzigen Esterbindung werden bevorzugt. Die Säurekomponente der Teilester kann von gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Säuren mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen abgeleitet sein, wobei gesättigte oder eine olefinische Gruppe enthaltende Säuren bevorzugt werden. Beispiele solcher Säuren sind monoolefinisch ungesättigte Säuren, wie 7-Hexädecensäure, 10-Undecensäure, 13-Docosehsäure und 9-Octadecensäure; substituierte olefinische Säuren, z. B. oxyolefinische Säuren, wie 16-Hydroxy-7-hexadecensäure und 12-Hydroxy-3-octadecensäure, halogenierte ungesättigte Säuren, beispielsweise Monochlor-9-octadecensäure, Monochlor- 12-hydroxy-9-octadecensäure und halogenierte Säuren, die durch Dehydratation von Ricinusölsäuren mit nachfolgender Chlorierung erhalten werden, gerade oder verzweigte oder substituierte gesättigte Fettsäuren, wie Decansäure, Undecansäure, Dodecansäure, Tridecansäure, Tetradecansäure, Pentadecansäure, Hexadecansäure, Heptadecansäure, Octadecansäure, Nonadecansäure oder Monochloroctadecansäure. Beispiele für geeignete Teilester sind Glycerylmonohexadecanoat, Glycerylmonodecanoat, Glycerylmono - 9 - hydroxyoctadecanoat, Glycerylmono-12-hydroxyoctadecanoat, Sorbitanmonododecanoat, Propylenglykoloctadecanoat, Äthylenglykolmonooctadecanoat, Diäthylenglykolmonooctadecanoat und Sorbitanmonooctadecanoat. Lauryldirnethyläthylammoniummethosulfat,

Myristyldimethyläthylammoniumäthosulfat,

Palmityldimethyläthylammoniumpropiosulfat, , Margaryldimethyläthylammoniumbutyrosulfat,

Stearyldimethyläthylammoniuniäthylsulfat,

Oleyldimethyläthylammoniummethosulfat und

Linoleyldimethyläthylammoniumäthosulfat.

Wenn ein Konditionieren der Acrylnitrilpolymerisate zur Erteilung einer noch größeren Gleitfähigkeit und Weichheit, als sie das Produkt besitzt, das mit den vorstehenden Ausrüstungen behandelt wurde, erwünscht ist, so kann die wäßrige Emulsion der Ausrüstungszusammensetzung gegebenenfalls etwa 5 bis 23% des Gesamtfeststoffgehaltes der wäßrigen Emulsion eines substituierten Carbamylderivats der vorstehend angegebenen Formel enthalten.

Verbindungen der angegebenen Formel können erhalten werden, indem eine gesättigte Säure, ein Säureester oder ein Säurehalogenid mit mindestens 8 Kohlenstoffatomen mit einem aliphatischen PoIy-. amin kondensiert wird, das Kondensat mit einer Carbamylverbindung, z. B. Harnstoff, Thioharnstoff, Guanidine, Biurete, Guanylharnstoffe und Diguanidine umgesetzt wird und dann das so erhaltene substituierte Carbamylderivat in das entsprechende Säuresalz oder alkylierte Produkt umgewandelt wird. Die substituierten Carbamylderivate werden in Form ihrer Säuresalze oder alkylierten Produkte verwendet. Die Säuresalze werden durch Umsetzung der Carbamylderivate mit einer Säure, z. B. Essigsäure, Milchsäure, Borsäure, Oxalsäure, Benzoesäure, Salicylsäure, Furonsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Ameisensäure, Phthalsäure, Bernsteinsäure oder Alkylnaphthalinsulfonsäuren erhalten. Die alkylierten Produkte werden durch Nachbehandlung des substituierten Carbamylderivats mit einem Alkylierungsmittel, wie Äthylchlorid, Benzylchlorid, Äthylenoxyd. Äthylenchlorhydrin oder Dimethylsulfat erhalten.

i 419403

Die Säure-Amin-Kondensate werden durch Erhitzen äquimolarer Mengen der gesättigten Säure und des Polyamins auf Temperaturen von 130 bis 200⁰C bis zur vollständigen Umsetzung hergestellt. Die Mischung wird dann auf 180⁰C gekühlt, und es wird ein halbes Mol oder mehr an Harnstoff oder einer anderen Carbamylverbindung hinzugefügt. Ammoniak wird rasch freigesetzt, wenn der Harnstoff substituiert wird, wobei die Temperatur zwischen 170 und 200° C gehalten wird. Das so erhaltene Produkt wird dann mit der geeigneten Säure oder mit einem Alkylierungsmittel umgesetzt, um die Verbindungen zu erzeugen, die durch die Strukturformel angegeben sind.

Die Zusammensetzungen werden vorzugsweise als wäßrige Dispersionen verwendet, und es wurde gefunden, daß 1 bis 5% Feststoffe in solchen Dispersionen die am meisten zufriedenstellenden Ergebnisse liefern. Die Zusammensetzungen können auf die Fasern in irgendeiner geeigneten Weise aufgebracht werden, z. B. durch Eintauchen der Faser in das Medium, durch Aufsprühen oder Auftropfen mittels eines Dochtes oder einer Auftragwalze, üblicherweise werden Fasern und Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten, Mischpolymerisaten und Mischungen davon im Verlauf ihrer Herstellung zur Orientierung der Moleküle und zur Verbesserung ihrer Zugfestigkeit verstreckt. Wenn die Fasern nach dem Waschen zur teilweisen oder vollständigen Entfernung des Spinnlösungsmittels gestreckt werden, wird die antistatische Ausrüstung nach dem Waschen auf die Fasern aufgebracht. Für gewisse Zwecke kann das Heißverstrecken oder Orientieren weggelassen werden. Wenn die Fäden danach nicht gestreckt werden, kann die Ausrüstung auf sie nach ihrem Abzug aus der Spinnzone und dem Waschen zur Entfernung des Spinnlösungsmittels aufgebracht werden. So kann sie auf kontinuierliche Fäden oder diskontinuierliche Fasern, die durch Schneiden oder sonstiges Unterbrechen der Fäden erhalten worden sind, vor oder nach dem Trocknen oder Kräuseln der Fäden oder Fasern aufgebracht werden. Jedoch wird, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die vorstehend beschriebene Ausrüstungszusammensetzung auf ein laufendes Kabel oder Bündel von Fasern aufgebracht, die in dem Kabel oder Bündel in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Form vorliegen können.

Beispiel 1

Proben von 100 g Stapelfasern eines Acrylnitrilmischpolymerisate von 93 Gewichtsprozent Acrylnitril und 7 Gewichtsprozent Vinylacetat wurden durch 10 Minuten langes Eintauchen in 2000 g der nachstehend beschriebenen wäßrigen Dispersionen behandelt.

Jede Probe wurde zentrifugiert, 45 Minuten lang bei 110° C in einem Umlauftrockner getrocknet und 16 Stunden lang bei 22,2° C und einer relativen Feuchtigkeit von 30% konditioniert. Danach wurde jede Probe in einem Kardiergerät, welches mit einer statischen Probe, einem Verstärker und Anzeigeoszillographen ausgestattet ist, kardiert. Der statische Wert jeder Probe wurde durch Abmessen einer Länge von 25 cm des Linienzuges des Registrierstreifens und Integrieren der Fläche mit Hilfe eines Polarplanimeters ausgewertet, wobei sich der Wert der Fläche unterhalb des Linienzuges direkt mit der statischen Ladung ändert. Die Werte des statischen Betrages ■ werden als elektrostatische Kardierungsladung der Probe (SCE) in qcm ausgedrückt und sind in den nachstehenden Tabellen A, B und C angegeben. Jede Probe wurde danach 45 Minuten lang mit 50 Gewichtsteilen Kohlenstofftetrachlorid extrahiert, um die Menge an Ausrüstungsfeststoffen, die auf dem Stapel abgelagert sind, zu bestimmen. Die Werte für die Menge an angewendeter Ausrüstung werden als Prozent extrahierte Ausrüstung, bezogen auf das Gewicht einer 100-g-Probe, ausgedrückt.

a) Es wurden drei wäßrige Dispersionen hergestellt, die 2% Feststoffe enthielten, von welchen die erstens zu 60% aus Sorbitmonopalmitat und 40% aus dem Kondensationsprodukt von Ricinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd bestand (Ausrüstung 1 — Kontrolle), die zweitens zu 42% aus Sorbitmonopalmitat, 23% aus dem Kondensationsprodukt von Ricinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd und 30% aus n-Cetyl- N-Äthylmorpholinäthosulfat, einem bereits bekannten antistatischen Mittel, bestand (Ausrüstung 2), die drittens zu 42% aus Sorbitmonopalmitat, 28% aus dem Kondensationsprodukt von Ricinusöl mit' 200 Moläquivalent Äthylenoxyd und 30% Sojadimethyläthylammoniumäthosulfat bestand, wobei der Alkylrest aus den Fetten im Sojaöl erhalten wurde und welche im wesentlichen aus gesättigten aliphatischen C 16- und C 18-Carbonsäuren in Form ihrer Ester bestanden (Ausrüstung 3). Der statische Betrag, ausgedrückt als SCE, und die Menge der angewendeten Ausrüstungsfeststoffe, ausgedrückt als der Prozentsatz, der aus 100-g-Proben der vorstehend beschriebenen Acrylnitrilpolymerisat - Stapelfasern extrahiert wurde, wurden, wie vorstehend angegeben, bestimmt und sind in der nachfolgenden Tabelle A aufgeführt.

Tabelle A

Ausrüstung 1 (Kontrolle)...

Ausrüstung 2

Ausrüstung 3

SCE (cm²)

61,3 10,1

% extrahiert

0,28 0,27 0,28

Aus der vorstehenden Tabelle A ist ersichtlich, daß das antistatische Mittel der Ausrüstung 3 bei Acrylnitrilpolymerisat-Stapelfasern beachtlich überlegene antistatische Wirkungen hervorruft.

Es ist manchmal erwünscht, Acrylnitrilpolymerisat-Stapelfasem zu behandeln, um sie weicher, offener und von größerer Gleitfähigkeit als diejenigen Fasern zu machen, die für allgemeine Textilzwecke ausgerüstet wurden, ohne Rücksicht auf das Fehlen statischer Ladungen. Dies wird am zweckmäßigsten durch Zugabe eines Weichmachers zu der Textilausrüstung und Anwendung mit dieser erzielt. Der Weichmacher muß jedoch mit den anderen Bestandteilen der Ausrüstung verträglich sein und darf die antistatische Wirkung der Ausrüstung nicht verringern. Durch die Ergebnisse der nachstehenden Versuche wird gezeigt, daß diese Wirkungen durch die antistatischen Mittel und Weichmacher gemäß der Erfindung erzielt werden.

b) Es wurden drei wäßrige Dispersionen hergestellt, die 2% Feststoffe enthielten, von welchen die erstens zu 52% aus Sorbitmonopalmitat, 34% aus dem Kondensationsprodukt von Ricinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd und 14% aus a,/?-Dioxyäthyl-

309 616/102

α,β'-di(/^-stearamidoäthyl)-harnstoffacetat bestand (Ausrüstung 4 — Kontrolle), die zweitens zu 36% aus Sorbitmonopalmitat, 24% aus dem Kondensationsprodukt von Ricinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd, 10% aus a,/?-Dioxyäthyl-«',/;'-di-(ρ¹-stearamidoäthyl)-harnstoffacetat und 30% aus n-Cetyl- N-Äthylmorpholinäthosulfat bestand (Ausrüstung 5) und die drittens zu 36% aus Sorbitmonopalmitat, 24% aus dem Kondensationsprodukt von Ricinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd, 10% a,/J-Dioxyäthyl-«',/ii'-di(/i-stearamidoäthyl)-harnstoffacetat und 30% Sojadimethyläthylammoniumäthosulfat bestand (Ausrüstung 6). Der statische Betrag und die Menge der angewendeten Ausrüstungsfeststoffe, ausgedrückt als Prozentsatz, extrahiert aus 100-g-Proben, der wie vorstehend beschriebenen Acrylnitrilpolymerisat-Stapelfasern wurde, wie vorstehend angegeben, bestimmt und in der nachstehenden Tabelle B angegeben.

20

Tabelle	B	SCE (cm²)	% extrahiert
	79,8 16,5 <l,0	0,35 0,25 0,30
Ausrüstung 4 (Kontrolle)... Ausrüstung 5 Ausrüstung 6

Beispiel 2

Proben von 100 g gewaschenen Stapelfasern einer Acrylnitrilpolymerisatmischungaus etwa 88 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats von 93 Gewichtsprozent Acrylnitril und 7 Gewichtsprozent Vinylacetat und etwa 12% eines Mischpolymerisats von etwa 50% 2-Methyl-5-vinylpyridin und 50% Acrylnitril in einem solchen Verhältnis, daß der Gesamtgehalt an 2-Methyl-5-vinylpyridin der Polymerisatmischung 6% betrug, wurde in der gleichen, wie vorstehend im Beispiel 1 angegebenen Weise mit 2000-g-Proben der nachstehend aufgeführten wäßrigen Dispersionen behandelt. Es wurden wäßrige Dispersionen hergestellt, welche 2% Feststoff enthielten, von denen 36% aus Sorbitmonopalmitat, 24% aus dem Kondensationsprodukt von Rizinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd, 10% aus a.ß- Dioxyäthyl-«',/?'-di(/?-stearamidoäthylj-harnstoffacetat und in einem Fall 30% N-Cetyl-N-Äthylmorpholinäthosulfat (Ausrüstung 7) und, im anderen Fall. 30% Sojadimethyläthylammoniumäthosulfat (Ausrüstung 8) bestanden. Als-Kontrolle wurde eine wäßrige Dispersion von 2% Feststoffen aus 52% Sorbitmonopalmitat, 34% des Kondensationsprodukts von Rizinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd und 14% «,/?-Dioxyäthyl-a',/:>"-di-(/J-stearamidoäthyl)-harnstoffacetat (Ausrüstung 4) verwendet. Der statische Betrag der Proben und die Menge an angewendeten Ausrüstungsfeststoffen wurden, wie in dem vorstehenden Beispiel 1 angegeben, bestimmt und sind in der nachstehenden Tabelle C aufgeführt.

Tabelle C

Aus der vorstehenden Tabelle B ist wiederum ersichtlich, daß das antistatische Mittel der Ausrüstung 6 beachtlich überlegene antistatische Wirkungen bei Acrylnitrilpolymerisat-Stapelfasern hervorruft, wenn es in Gegenwart eines der Weichmacher gemäß der Erfindung zur Anwendung gelangt.

35

40

45 Ausrüstung 4 (Kontrolle)

Ausrüstung 7

Ausrüstung 8

SCE (cm²)

57,1

5,5 2,3

% extrahiert

0,44 0,23 0,30

Beispiel 3

Es wurde eine wäßrige Dispersion bereitet, die 2% Feststoffe enthielt, von denen 36% aus Sorbitmonopalmitat, 24% aus dem Kondensationsprodukt von Rizinusöl mit 200 Moläquivalent Äthylenoxyd, 10% aus «,/i-Dioxyäthyl-a'/i'-di(/i-Stearamidoäthyl)-harnstoffacetat und 30% aus Sojadimethyläthylam- · moniumätholsulfat bestanden. Diese Zusammensetzung wurde auf ein Kabel aufgebracht, welches durch Spinnen einer Mischung eines Mischpolymerisats aus 93 Gewichtsprozent Acrylnitril und 7% Vinylacetat mit einem Mischpolymerisat aus etwa 50% 2-Methyl-5-vinylpyridin und 50% Acrylnitril erhalten wurde, so daß die Mischung 6% der 2-Methyl-5-vinylpyridineinheiten enthielt. Die. Anwendung geschah durch Eintauchen des Kabels in die Dispersion. Die Extraktionsanalyse des behandelten Kabels zeigte 0,6 bis 0,9% vorliegender Ausrüstungsfeststoffe, bezogen auf das Gewicht des Kabels. Es wurde gefunden, daß die sich ergebende geschnittene Stapelfaser offen, weich und von guter Gleitfähigkeit war Und sehr geringe Neigung zur Entwicklung von Ladungen statischer Elektrizität während Textilbearbeitungsweisen, wie Kardieren, Spinnen und Verzug bzw. Strecken der Stapelfasern und der daraus hergestellten Garne, zeigte.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Konditionieren, Schmälzen und Antistatischmachen von Fasern und Fäden aus einem Acrylnitrilpolymerisat, das wenigstens 80 Gewichtsprozent Acrylnitril im Molekül enthält, bei welchem die Fasern oder Fäden mit einer wäßrigen Dispersion behandelt werden, die einen nichtionogenen oberflächenaktiven Teilester aus einer aliphatischen Carbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen nichtionogenen oberflächenaktiven Polyäther, der durch Kondensieren von 150 bis 250 Teilen Äthylenoxyd mit einer wasserunlösliehen Oxyfettsäure, einem Ester einer solchen Säure oder einer Mischung von solchen Säuren und Estern erhalten ist, und eine kationische oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß als kationische oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel

CH₃

R — N — C₂H₅
CH,

(OSO₃R')"

30

in der R einen Alkylrest mit mehr als 10 Kohlenstoffatomen und R' einen Alkylrest mit weniger als 5 Kohlenstoffatomen bedeutet und in einer Menge von 10 bis 40% verwendet wird.

40

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Konditionieren, Schmälzen und Antistatischmachen von Fasern und Fäden aus einem Acrylnitrilpolymerisat, das wenigstens 80 Gewichtsprozent Acrylnitril im Molekül enthält, bei welchem die Fasern oder Fäden mit einer wäßrigen Dispersion behandelt werden, die einen nichtionogenen oberflächenaktiven Teilester aus einer aliphatischen Carbonsäure und einem mehrwertigen Alkohol mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, einen nichtionogenen oberflächenaktiven Polyäther, der durch Kondensieren von 150 bis 250 Teilen Äthylenoxyd mit einer wasserunlöslichen Oxyfettsäure, einem Ester einer solchen Säure oder einer Mischung von solchen Säuren und Ester erhalten ist, und eine kationische oberflächenaktive quaternäre Ammoniumverbindung enthält.

Wenn Fasern oder Fäden aus Acrylnitrilpolymerisaten während ihrer Herstellung und ihrer Behandlung oder während der Verarbeitung der Fasern zu Geweben od. dgl. sowie während des Gebrauchs der fertigen Produkte einer Reibung unterworfen werden, neigen diese zu einer elektrostatischen Ladung auf ihrer Oberfläche. Vor dem Verspinnen von Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten zu Garnen ist es notwendig, die elektrischen Eigenschaften so zu modifizieren, daß die Fasern während des Kardierens, Kämmens, Spinnens oder ähnlicher Arbeitsvorgänge, bei denen die Fasern in dauerndem Reibungskontakt gerieben werden, einen minimalen Betrag an Elektrizität zu erzeugen. Die statische Elektrizität auf den Fasern schafft ein ernsthaftes Problem, weil sie nicht nur zu einem Kleben der Fasern an den Maschinenteilen führt, sondern auch, weil dadurch die Fasern während solcher Arbeitsvorgänge, wie Kardieren und Ziehen, sich voneinander abzustoßen suchen, so daß es schwierig oder unmöglich wird, aus ihnen ein zusammenhängendes kompaktes Garn zu spinnen.

Ein anderes wesentliches Problem bei Fäden oder Fasern aus Acrylnitrilpolymerisaten besteht darin, das Garn derart zu schmälzen oder weich zu machen, daß es die geeigneten Reibungseigenschaften oder den richtigen Widerstand und die erforderliche Biegsamkeit für den besonderen in Frage kommenden Zweck hat. Bei der Handhabung von endlosem Fadengarn ist es z. B. notwendig, das Material zu konditionieren, um die Neigung der Einzelfäden zum Brechen herabzusetzen, wenn das Garn mechanischen Beanspruchungen unterworfen wird, wie sie z. B. beim Lauf des Garnes über Führungen, Rollen oder andere Teile der Garnherstellungsvorrichtungen und beim Zwirnen, Aufwickeln, Aufhaspeln und ähnlichen Arbeitsvorgängen auftreten. Bei Garnen, die zur Verwendung in technischen Wirkmaschinen bestimmt sind, ist es besonders wichtig, daß das Garn weich und biegsam ist, damit es sich der Umrißform der Nadeln anpassen kann und einen dichtgewirkten Stoff ergibt, der frei von Schnitten, Nadellöchern, Stichverzerrungen, Leitern, Fehlmaschen oder anderen üblichen Fehlern ist.

Die gemäß der Erfindung zu konditionierenden Fasern können aus Polyacrylnitril oder Mischpolymerisaten, die wenigstens 80% Acrylnitril und bis zu 20% andere damit mischpolymerisierbare Monomere enthalten, hergestellt sein. Beispiele von geeigneten, mit Acrylnitril mischpolymerisierbaren Monomeren sind Säuren, wie Acrylsäure, Halogenacrylsäure und Methacrylsäure, Ester, wie Methyl-, Butyl-, Octyl-, Methoxymethyl- und Chloräthylmethacrylat und die entsprechenden Ester der Acryl- und HaIogenacrylsäuren; Methacrylnitril, Vinyl- und Vinylidenhalogenide, wie Vinylchlorid, Vinylfluorid, Vinylidenchlorid, 1-Fluor-1-chloräthylen; Vinylcarboxylate, wie Vinylacetat, Vinylchloracetat, Vinylpropionat und Vinylstearat; N-Vinylimide, wie N-Vinylphthalimid und N-Vinylsuccinimid; N-Vinyllactame, wie N-Vinylcaprolactam und N-Vinylpyrrolidon; Arylverbindungen, wie Styrol und Vinylnaphthalin und andere Verbindungen, wie Methylvinylketon, Methylfumarat, Methylvinylsulfon, Fumaronitril, Maleinsäureanhydrid; die Vinylpyridine, wie 2-Vinylpyridin, 3-Vinylpyridin, 4-Vinylpyridin, die vinylsubstituierten Alkylpyridine, wie 4-Äthyl-2-vinylpyridin, 5-Äthyl-2-vinylpyridin und 2-Methyl-5-vinylpyridin; die isomeren Vinylpyrazine, die verschiedenen isomeren Vinylchinoline, die Vinylimidazöle und die Vinylbenzoxazole. Die Fasern oder Fäden können auch aus einer Mischung von zwei oder mehreren faserbildenden Materialien hergestellt sein. Beispielsweise können Fasern oder Fäden, die antistatisch gemacht werden sollen, aus einer Mischung eines Acrylnitrilpolymerisats als Grundlage mit anderen polymeren Materialien hergestellt sein, wobei die polymeren Materialien das Grundpolymerisat in verschiedener Hinsicht modifizieren, z. B. indem sie ihm eine Farbaufnahmefähigkeit erteilen, seine Flammfestigkeit erhöhen oder die hydrophilen Eigenschaften des