DE1469315C3 - Verfahren zum antistatischen Ausrüsten von Fasermaterial - Google Patents

Description

R—N—R₃-COO"

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in der R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen, der gegebenenfalls durch Hetero-Atome oder -Atomgruppen unterbrochen sein kann, Ri und R2 Wasserstoff oder einen kurzkettigen Substituenten und R3 "den Alkylrest einer niedrigmolekularen Fettsäure bedeuten, und eine anionaktive Verbindung im Molverhältnis 1 :0,2 bis 1 :1 enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fasermaterial mit einer wässerigen Lösung behandelt, die die ampholytische Verbindung und die anionaktive Verbindung im Molverhältnis 1 :0,25 bis 1 :0,4 enthält.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ampholytische Verbindung der allgemeinen Formel

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in der Ri und R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe und R3 die Methylengruppe bedeuten, wobei R die im Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzt, verwendet wird.

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Die Verarbeitung von Textilfasern, insbesondere solchen aus Kunststoffen, geht sehr häufig mit störenden elektrostatischen Aufladungen einher. Zur Verhütung bzw. Verringerung dieser störenden Erscheinungen wurde eine große Zahl organischer und anorganischer Substanzen sowie deren Kombinationen, besonders anionakive, nichtionogene und kationaktive, vorgeschlagen. Im Hinblick auf die gleichzeitig erwünschte Beeinflussung des Griffs des Textilgutes durch antistatische Ausrüstungsmittel verhalten sich Substanzen anionaktiven, nichtionogenen oder kationaktiven Charakters mit dem prinzipiellen Aufbau unpolar/polar am günstigsten, jedoch weisen diese häufig verwendeten Verbindungen Nachteile auf. Die anionaktiven Produkte besitzen den Nachteil, daß ihr antistatischer Effekt bei Verwendung in hartem oder sauer eingestelltem Wasser weitgehend oder ganz verloren geht. Außerdem sind solche Präparate im günstigsten Einsatzbereich nicht genügend faseraffin, so daß ihre Anwendung in verdünnten Flotten unwirtschaftlich ist.

Nichtionogene Präparate sind zwar nicht hartwasserempfindlich, jedoch zeigen auch sie zu geringe Faseraffinität, und ihr antistatischer Effekt ist nicht besonders hoch, so daß sie bei stärkerer Beanspruchung, z. B. bei Spinnvorgängen, versagen. Kationaktive Produkte weisen die Nachteile einer Hartwasserempfindlichkeit und einer zu geringen Faseraffinität nicht auf. Wählt man jedoch aus dieser Gruppe diejenigen mit guter antielektrostatischer Wirkung aus, wie z. B. Alkylpyridiniumsalze, so sind die übrigen textlien Eigenschaften, wie die Beeinflussung des Griffs und das spinntechnische Verhalten, mangelhaft. Wählt man hingegen aus dieser Klasse Körper aus, die sich in den letztgenannten Eigenschaften gut verhalten, so fehlt diesen Produkten ein hohen Ansprüchen genügender antistatischer Effekt.

Schließlich sind auch Kombinationen von anionaktiven und kationaktiven Mitteln bekannt. Bei entsprechendem Mischungsverhältnis, das sowohl stöchiometrisch als auch nicht stöchiometrisch sein kann, kann man wohl sehr gute antistatische Effekte erzielen, jedoch leiden derartige Kombinationen unter Empfindlichkeit gegen Wasserhärte, und ihre Handhabung ist schwierig, da durch die Bildung schwer löslicher Anion-Kation-Komplexe instabile Lösungen auftreten können.

Ein weiterer Nachteil, welcher den drei Gruppen der ionenaktiven Mittel anhaftet, ist ihre unterschiedliche antistatische Wirksamkeit auf den verschiedenen Textilfasern; so kann beispielsweise ein antistatisches Mittel auf Polyacrylnitrilfasern eine vorzügliche, auf Polyamidfasern hingegen eine deutlich geringere antistatische Wirkung haben. Hierdurch ergibt sich die Notwendigkeit einer Auswahl verschiedener antistatischer Mittel für die verschiedenen Kunststofftypen.

Aus der CH-PS 3 73 053 sind auch ampholytische Verbindungen zur antistatischen Ausrüstung bekannt.

Mittel mit ampholytischem Charakter, die sich also je nach dem Behandlungsmilieu sowohl wie anionaktive als auch wie kationaktive Substanzen verhalten können, geben auf Textilfasern im allgemeinen gute Weichmachereffekte, jedoch keine befriedigende antistatische Wirkung (s. Tabelle).

Es wurde nun gefunden, daß elektrostatische Aufladungen von Faserstoffen, insbesondere aus Synthesefasern, verhindert oder stark vermindert werden können, wenn man diese Fasern mit einer wässerigen Lösung behandelt, die eine ampholytische Verbindung der allgemeinen Formel

R-N-R₃-COO-R₂

in der R einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 6 bis 22 C-Atomen, der gegebenenfalls durch Hetero-Atome oder -Atomgruppen unterbrochen sein kann, Ri und R₂ Wasserstoff oder einen kurzkettigen Substituenten, insbesondere eine Methylgruppe, und R3 den Alkylrest einer niedrigmolekularen Fettsäure, insbesondere der Essigsäure, bedeuten, und eine anionaktive Verbindung im Molverhältnis 1 :0,2 bis 1 :1 enthält. Besonders geeignete Ampholyte sind Kondensate aus einerseits Monochloressigsäure oder deren Salzen und andererseits tertiären Aminen mit einem längeren und zwei

kurzen Alkylresten, oder Fettsäureamiden von Dialkylaminopropyl- bzw. äthylamin, oder Fettsäureestern von Oxyalkyldialkylamin.

Die erfindungsgemäß in Frage kommenden Substanzen anionaktiven Charakters können verschiedenen Aufbaus sein. Es kommen beispielsweise in Frage: Seifen oder seifenähnliche Verbindungen wie Salze von Alkylsulfonaten, Alkylarylsulfonaten, Alkylsulfaten sowie -phosphaten, Salze der Sulfate oxäthylierter Fettalkohole und Alkylphenole, weiterhin Salze der ι ο Kondensationsprodukte aus Fettsäure und Taurin bzw. Methyltaurin sowie Sarkosin. Man kann erfindungsgemäß aber auch Stoffe anionaktiven Charakters verwenden, die nicht ausgesprochen zu den Tensiden zählen und bzw. und/oder mehrere hydrophile Gruppen im Molekül enthalten, wie die Salze sulfierter öle. Fette und Fettsäuren, und die Salze sulfatierter oder phosphatierter Glykole oder Polyglykole.

Die genannten Kombinations- bzw. Komplexpartner ampholytischen Charakters einerseits und anionaktiven Charakters andererseits werden im Mol-Verhältnis 1 :0,2 bis 1 :1, bevorzugt 1 :0,25 bis 1 :0,4, verwendet. Sie ergeben auf Kunststoff-Fasern vorzügliche antistatische Effekte, sind hartwasserbeständig und genügend faseraffin, so daß sie schon in sehr geringen Einsatzkonzentrationen wirksam werden. So erhält man bei der Anwendung von 0,3—0,9 g genannten Kombinationen pro Liter Flotte Oberflächenwiderstände zwischen 10⁶ und 10⁷Ohm, während die Einzelkomponenten unter den gleichen Bedingungen Oberflächenwiderstände zwischen 5 · 10⁸ und 5 · 10⁹ Ohm ergeben. Außerdem werden die grifflichen und spinntechnischen Eigenschaften der Fasern durch die erfindungsgemäßen Kombinationen sehr vorteilhaft beeinflußt. Letzterer Befund ist insofern überraschend, als sich unter den erfindungsgemäßen anionaktiven Stoffen zahlreiche befinden, die für sich allein ungünstig wirken.

In der nachfolgenden Tabelle ist die Wirksamkeit der erfindungsgemäß verwendeten Kombination aus Ampholyt und anionaktiver Verbindung mit der Wirkung der beiden Komponenten jeweils für sich allein verglichen. Die Prüfung des elektrostatischen Verhaltens wird nach DIN 54 345 an Polyamid-(PA-), Polyester-{PES-) und Polyacrylnitril-(PAC-)Fasern bei 65% rel. Feuchte und 20⁰C durchgeführt. Die erfindungsgemäße verwendete Kombination liegt in 30%iger Einstellung vor. Als ampholytische Verbindung A gemäß der CH-PS 3 73 053 wird ein Kondensationsprodukt aus 1 Mol Stearinsäure und 1 Mol Dimethylaminopropylamin, welches mit 1 Mol monochloressigsaurem Natrium umgesetzt worden ist, benutzt. Die anionaktive Komponente B ist das Kaliumsalz des Polyglykol-400-diphosphorsäureesters.

Oberflächenwiderstand in Ohm
PA PES PAC

Unbehandelt
3 g/l A + B 0,67 g/I A 036g/IB

2 · 10'* 4 · 10'* 1 -

3 · 10' 2,5 · 10? 3,5 · W
1,2 · 109 i_>6 .10» 8-10»
9-ΙΟ«· 1-1015 5 · 10<2

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Im allgemeinen werden die erfindungsgemäß verwendeten Avivagemittel aus neutralem, wässerigem Bad auf die Faser gebracht. Irgendwelche andere Zusätze, insbesondere auch andere Spinnerei- oder Ausrüstungsmittel, sind nicht notwendig, können gegebenenfalls aber mitverwendet werden.

Wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Endausrüstung von Textilgut benutzt, so erhält auch hier das fertige Garn, Gewebe oder Gewirke vorzügliche antielektrostatische Eigenschaften und einen angenehmen, weichen, wolligen Griff.

Beispiel 1

Man kondensiert bei ca. 175⁰Cl Mol Dimethylaminopropylamin mit 1 Mol Stearinsäure, kühlt das Reaktionsprodukt auf 120⁰C ab und setzt es mit 1 Mol monochloressigsaurem Natrium um.

1 Mol des so entstandenen Kondensationsprodukts mischt man mit 033 Mol Natriumsalz des zu etwa 92% sulfatierten Laurinalkohols. Das fertige Produkt wird auf die gewünschte Konzentration eingestellt.

Behandelt man gefärbte Polyacrylnitril-Faserflocke mit einer wässerigen Lösung, die pro Liter 0,9 g dieses Präparates enthält, schleudert und trocknet in der üblichen Weise, so erhält man ein Fasergut, welches sehr gute Laufeigenschaften in der Spinnerei, einen Oberflächenwiderstand von 6,5 · 10⁷ Ohm und eine Aufladung von nur —5 V/cm aufweist. Der Griff der behandelten Ware zeichnet sich durch besondere Oberflächenglätte

aus. ...

Beispiel 2

Man kondensiert bei 150 bis 180° C 1 Mol Diäthylaminopropylamin mit 1 Mol Kokosfettsäure und setzt das Reaktionsprodukt bei ca. 120⁰C mit 1 Mol Monochloressigsäure um. Das entstandene Kondensationsprodukt wird mit NaOH neutralisiert und mit 0,33 Mol Kaliumsalz des Polyglykol-400-Diphosphates versetzt. Aviviert man gefärbte Polyacrylnitril-Faserflocke mit einer wäßrigen Lösung, die pro Liter 0,7 g dieses Produktes enthält, schleudert und trocknet in üblicher Weise, so erhält man ein Fasergut mit guten spinntechnischen Eigenschaften, einem Oberflächenwiderstand von 6,5 · 10⁷ Ohm und einer Aufladung von — 1 bis —5 V/cm. Das behandelte Material ist weich und besitzt eine gewisse Faserhaftung.

Beispiel 3

1 Mol des nach Beispiel 1 hergestellten Kondensates wird mit ca. 0,33 Mol des nach DT-PS 6 14 702 hergestellten Natriumsalzes sulfatierter ölsäure vermischt.

Behandelt man Gewebe aus Polyamidfasergut mit einer wäßrigen Lösung, die 0,9 g dieses Produktes pro Liter enthält, und stellt das behandelte Gewebe in üblicher Weise fertig, so erhält man einen Oberflächenwiderstand von 3,0 - 10⁷ Ohm. Der Griff des Gewebes ist angenehm weich und voll.

Aviviert man Polyacrylnitril-Faserflocke mit einer wäßrigen Lösung, die pro Liter 0,5 g dieses Produktes enthält, schleudert und trocknet in üblicher Weise, so beträgt der Oberflächenwiderstand nach der Behandlung 1,0 · 10⁶ Ohm. Das spinntechnische Verhalten der so behandelten Faserflocke ist einwandfrei.

Beispiel 4

1 Mol des nach Beispiel 2 hergestellten Kondensates wird mit 0,33 MoI tetrapropylensulfosaurem Natrium kombiniert.

Aviviert man Gewebe oder Faserflocke aus Polyacrylnitril mit einer Lösung, die im Liter 0,9 g dieses Produkts enthält, so erhält man eine weiche und 'spinntechnisch einwandfreie Ware, die einen Oberflächenwiderstand von 6,5 ■ 10⁷ Ohm und eine Aufladung von -15 V/cm aufweist.

Beispiel 5

1 Mol des nach Beispiel 1 hergestellten Kondensats wird mit 0,33 Mol Kaliumsalz des Polyglykol-400-Diphosphates versetzt.

Aviviert man gefärbte Polyester-Faserflocke der Baumwolltype mit einer wäßrigen Lösung, die pro Liter 0,3 g dieses Produktes enthält, so hat die Flocke nach der Behandlung einen Oberflächenwiderstand von ca. 8,0 · 10⁶ Ohm. Die behandelte Faser verhält sich spinntechnisch einwandfrei und hat einen angenehm weichen und bauschigen Griff.

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum antistatischen Ausrüsten von Fasermaterial unter Verwendung einer ampholytisehen Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fasermaterial mit einer wässerigen Lösung behandelt, die eine ampholyti- * sehe Verbindung der allgemeinen Formel

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R₁

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R-N-R₃-COO

R₂