DE1801325C3

DE1801325C3 - Verwendung einer Organopolysiloxan-Emulsion zum Schmälzen anorganischer und organischer Fasern

Info

Publication number: DE1801325C3
Application number: DE1801325A
Authority: DE
Inventors: John Idris Penarth Evans; Frederick Charles Cowbridge Saunders
Original assignee: Dow Corning Ltd
Current assignee: Dow Silicones UK Ltd
Priority date: 1967-10-09
Filing date: 1968-10-04
Publication date: 1973-09-27
Also published as: NL148965B; NL6814428A; GB1230779A; DE1801325A1; FR1588307A; DE1801325B2

Description

mittel auf die Fasern aufgebracht, um die Reibung britischen Patentschrift 1 024 024 beschrieben worden

zwischen den z. B. in Form von Fäden oder Garnen ist.

vorliegenden Fasern und den Verarbeitungsmaschinen Für die erfindungsgemäßen Zwecke seilen wenigwährend der Schnellspinn-, -web- und -nähvorgänge stens 50°/₀ der organischen Reste in dem polymeriherabzusetzen. In manchen Fällen wird das Aus- 30 sierten Diorganosiloxan aus Methylgruppen bestehen, rüstungimiitel anschließend entfernt, doch kann es und alle übrigen organischen Reste können Vorzugsin anderen Fällen auf der Faser verbleiben, um eine weise bestehen aus einwertigen Kohlenwasserstoffgute Schmälzwirkung zwischen den Einzelfasern oder gruppen mit 2 oder mehr Kohlenstoffatomen, z. B. -fäden zu bewirken. Mineralöl-Emulsionen sind lange Alkylgruppen, wie Äthyl-, Butyl-, Hexyl-, Dodecyl-Zeit als Schmälzmittel in dieser Weise verwendet 35 und Octadecylgruppen, aus Alkenylresten, wie Vinylworden, doch sind sie in neuerer Zeit in vielen Fällen und Allylgruppen, aus Aralkylresten, wie Benzyl-, durch Diorganopolysiloxan-Emulsionen ersetzt wor- Phenyläthyl- und 2-Phenylpropylgruppen, aus Arylden. Die bislang hierfür verwendeten Diorganopoly- resten, wie Phenyl- und Naphthylgruppen. uesiloxan-Emulsionen sind nach an sich üblichen wünschtenfalls kann jedoch ein Teil, vorzugsweise Methoden hergestellt worden, d. h. durch Emulgieren 4° 1Ü°/_O oder weniger, der gesamten organischen Reste eines polymerisierten Organosiloxans, und zwar im in dem polymerisierten Diorganosiloxan aus Wasserallgerneinen mit Hilfe eines Emulgators und einer Stoffatomen oder substituierten einwertigen Kohlenmechanischen Homogenisiervorrichtung, wie beispiels- Wasserstoffresten, z. B. ausy-Aminopropyl-, N-Aminoweise einer Kolloidmühle. Diese bekannten Diorgano- äthyl-y-aminoisobutyl-, Hydroxypropyl-oderS.S.S-Tripolysiloxan-Emulsionen stellen eine merkliche Ver- 45 fluorpropylgruppen, bestehen. Die Anwesenheit einer beiserung der bisher verwendeten Faserschmälzmittel kleinen Menge solcher Reste oder Atome kann in dar und haben vielfache technische Anwendung manchen Fällen deshalb von Vorteil sein, weil sie zu gefunden. Das Schmälzvermögen, das solche Emul- einer verbesserten Substantivität des Siloxans auf der sionen verleihen, ist jedoch ein Faktor, der die Ge- Faser führen können, sofern dies erwünscht ist.
schwindigkeit, mit welcher die Faserverarbeitungs- 50 Am vorteilhaftesten werden als Faserschmälzmittel vorgänge durchgeführt werden, beschränkt. Dem- gemäß der vorliegenden Erfindung diejenigen Emulzufolge besteht ein ständiges dringendes technisches sionen verwendet, bei denen alle oder im wesentlichen Bedürfnis nach verbesserten Schmälzmitteln für an- alle organischen Reste in dem polymerisierten Diorganische und organische Fasern. organosiloxan aus Methylgruppen bestehen. Ge-Wie gefunden wurde, kann das Schmälzen von 55 wünschtenfalls kann in der Emulsion während der anorganischen und organischen Fasern dadurch ver- Polymerisationsstufe mehr als ein Diorganosiloxanbessert werden, daß man auf die genannten Fasern Typ vorhanden sein, so daß das polymerisierte Produkt eine Diorganopolysiloxan-Emulsion, die durch eine mischpolymer ist, beispielsweise ein Mischpolymerisat spezifische Arbeitsmethode hergestellt worden ist, vonDimethylsiloxan-EinheitenundMethyHoctadecyl)-aufbringt. 60 siloxan-Einheiten, oder ein Mischpolymerisat von Die vorliegende Erfindung betrifft demgemäß die Ver- Dimethylsiloxan-Einheiten und Trimethylsiloxan-Einwendung einer Organopolysiloxan-Emulsion, welche heiten. in der Weise hergestellt worden ist, daß man Der Polymerisationsgrad, dem das dispefgierte

_Λ ■ „. . . . _. Diorganosiioxan unterworfen wird, ist nicht in engen

1. eine Dispersion wenigstens eines D.organo- _Q^ _{kritisch Erfindungsgemäß können En}?_ul_

s.loxans m einem waßngen Med.um b.ldet und _{sionen verwendet werden>} ^i denen das polymerisierte

2. das erwähnte Diorganosiloxan, während es in Diorganosiloxan eine Viskosität von 15 Centistokes dispergiertem Zustand vorliegt, polymerisiert, bis etwa 150 000 Centistokes bei 25°C aufweist.

Im allgemeinen ist jedoch die Verwendung von solchen Emulsionen empfehlenswert, bei denen die Viskosität des polymerisierten Diorganosiloxans 1000 bis 100 000 Centistokes bei 25°C beträgt.

Die Emulsion kann auf die Fasern in irgendeiner üblichen Weise aufgebracht werden, beispielsweise mit einer Abstreifwalze, durch Aufspritzen oder Tauchen. Die Faser kann der Behandlung in jeder besonderen Form, z. B. als Monofil, Garn oder Faden, unterworfen werden.

Der Siloxangehalt der aufgebrachten Emulsion ist nicht in engen Grenzen kritisch und kann in weiten Grenzen variiert werden, und zwar je nach der Auftragsmethode und bzw. oder der gewünschten Si loxan-Auf nähme durch die Faser. In der Regel erfordert jedoch ein adäquates Schmälzen der Faser die Anwesenheit von wenigstens etwa 0,2 Gewichtsprozent Siloxan aui der Faser. Daher enthält die aufgebrachte Emulsion wünschenswerterweise einen ausreichend hohen Siloxangehalt, normalerweise von wenigstens 2°/„, um sicherzustellen, daß die eben erwähnte Aufnahme-Mindestmenge erreicht wird. Am besten ist es, wenn die Emulsion etwa 10 bis etwa 40 Gewichtsprozent Siloxan enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht der Emulsion. Die Emulsion kann mit einem solchen Siloxangehalt hergestellt werden, daß die Emulsion zum unmittelbaren Aufbringen auf die Faser geeignet 'st. Abweichend hiervon kann die Emulsion auch in konzentrierter Form hergestellt und gelagert und dann vor Gebrauch mit weiteren Wassermengen verdünnt werden.

Wird eine Emulsion von höchster Stabilität benötigt, so ist es von Vorteil, wenn man in die Emulsion stabilisierende Mengen von oberflächenaktiven Mitteln einarbeitet, beispielsweise die Kondensationsprodukte aus Äthylenoxyd und Fettsäuren oder Alkoholen, Sorbitan-monostearat, Polyvinylalkohol, die Natriumsalze von alkylierten Aryläthersulfaten oder andere bei der Herstellung von Organosiloxan-Emulsionen bekanntermaßen verwendete Mittel. Solche oberflächenaktiven Mittel werden der Emulsion zweckmäßig im Anschluß an die Polymerisationsstufe zugesetzt. Die Anwesenheit des oberflächenaktiven Mittels kann auch dazu dienen, die der Faser verliehene Schlüpfrigkeit insofern zu verbessern, als es die Benetzbarkeit der Faseroberfläche mit Bezug auf das Diorganopolysiloxan erhöht.

Gewünschtenfalls können auch andere Zusatzstoffe, z. B. Kohlenwasserstoffwachse, Polyäthylenwachse, Korrosionsinhibitoren und Konservierungsmittel, der Emulsion einverleibt werden.

Erfindungsgemäß kann eine Vielzahl von organischen und anorganischen Fasern geschmälzt werden, z. B. solche aus Polyamiden (Nylon), Polyäthylenterephthalat, Polyäthylen, Kohlenstoff, Polypropylen, Polyacrylverbindungen, Polyurethanen, Baumwolle und Glas. Besonders geeignet ist das Verfahren für die Behandlung von Nähfaden aus Nylon und PoIyäthylenterephthalat.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 550 g cyclischem tetrameietn Dimethylsiloxan, 28 g Dodecylbenzolsulfonsäure und 890 g Wasser wurde mittels einer Kolloidmühle homogenisiert, und die so erhaltene Emulsion wurde 4 Stunden auf 95°C erhitzt. Die Temperatur der Emulsion wurde dann auf 65°C gesenkt und das Erhitzen fortgesetzt, bis die Viskosität des Siloxans, das durch Extraktion einer Probe der Emulsion erhalten worden war, annähernd 12 000 Centistokes bei 25° C betrug.

Man ließ die Emulsion dann abkühlen, neutralisierte sie auf ein pH von annähernd 7,7 durch Zusatz von Triäthanolamin, und dann wurden 33 g eines oberflächenaktiven Mittels (Kondensationsprodukt von Nonylphenol und Äthylenoxyd) zugesetzt und gründlich eingemischt.

tin Teil der Emulsion wurde durch Zugabe von 2 Teilen Wasser auf 1 Teil Emulsion verdünnt, und die verdünnte Emulsion wurde zur Behandlung von Nylonfäden, Polyäthylenterephthalatfäden und Baumwollfäden durch Tauchen verwendet. Die Siloxan-Aufnahme durch die Fäden betrug 2 Gewichtsprozent. Die Reibungseigenschaften der behandelten Fäden

ao wurden dann einzeln mittels eines Atlab-Reibungstesters (der Custom Scientific Instruments, Inc., Kearny, N.J., USA) bestimmt, wobei die Fäden mit einer Geschwindigkeit von 1500 cm pro Minute über eine Stahlspindel gezogen wurden. Der Spannungs-

unterschied im Faden vor und nach der Passage über die Spindel wurde mit Hilfe von 2 Übersetzungsvorrichtungeh gemessen, um so einen relativen Meßwert für die Reibungskraft zwischen dem Faden und der Spindel zu erhalten. Dieser Meßwert für die Reibungskraft wurde als Anzahl von Grammen ausgedrückt, wobei die höheren Grammzahlen eine höhere Reibungskraft anzeigen.

Zu Vergleichszwecken wurde der Test auch mit entsprechenden Fäden durchgeführt, die mit einer bekannten Emulsion eines Poivdimethylsiloxans von einer Viskosität von annähernd 12 500 Centistokes bei 25°C behandelt worden waren, bis sie größenordnungsmäßig die gleiche Siloxanmenge aufgenommen hatten. Die erhaltenen Meßwerte sind die folgenden:

45	Erfindungsgemäße Emulsion Bekannte Emulsion ...	Nylon	PoIy- äthylen- te- rephthalat	Baum wolle
33 g 40 g	29 g 46 g	46 υ 54 g

Beispiel 2

Es wurde eine Emulsion nach der im Beispiel L beschriebenen Methode hergestellt mit der Abänderung, daß an Stelle der Erhitzungsperiode bei 65°C eine solche bei 40'C angewendet wurde. Die Viskosität des Dimethylpolysiloxans, das aus der Emulsion extrahiert worden war, betrug 60 000 Centistokes bei 25° C.

Die Emulsion wurde dann auf Nylon-, Polyalkylenterephthalat- und Baumwollfäden aufgebracht, und es wurden die Reibungseigenschaften der Fäden wie im Beispiel 1 bestimmt. Es wurden Werte von 32 g, 27 g und 51 g für den Nylon-, Polyäthylenterephthalat- bzw. Baumwollfaden gemessen.

Claims

ι 2 wobei mindestens 50% der gesamten organischen Patentanspruch: 'Reste in dem polymerisierten Diorganosiloxan aus Methylgruppen bestehen, zum Schmälzen von anVerwendung einer Organopolysiloxan-Emulsion, organischen und organischen Fasern, welche in der Weise hergestellt worden ist, daß man 5 Die Emulsionen, die erfindungsgemäß zur An-, . ~. . . .^. wendune eelane^n sind solche, wie sie durch Emul-

1. eine Dispersion wenigstens eines D.organo- ^ΑΚΚ" ^von Diorganosiloxanen erhalten s.loxans m emem waßngen Medmm b.ldet ^X^'e^ähnte Emulsionspolymerisation beuna man ^^ ._n ^ _WM _{einer D}i_Spe_rsion eines Diorgano-

2. das erwähnte Diorganosiloxan, während es _{10 si}|_{oxans in} Wasser und der anschließenden PoIysich in dispergiertem Zustand befindet, poly- merisation des Diorganosiloxans, während sich dieses ^mensiert' im dispergieren Zustand befindet. Es sind ver-

wobei mindestens 50°/₀ der gesamten silicium- schiedene ""Methoden zur Herstellung solcher Emul-

gebundenen organischen Reste in dem polymeri- sionen bekannt, und diese sind beispielsweise in den

sierten Diorganosiloxan aus Methylgruppen be- 15 britischen Patentsi ritten 785174, 1024 024 und

stehen, zum Schmälzen von anorganischen und 1 039 460 beschriebe 1. Die Herstellung der Emulsionen

organischen Fasern. erfolgt vorzugsweise durch Dispergieren eines cyc-

lischen Siloxans oder eines Hydrolysate eines Diorgano-

dichlorsilans in Wasser oder einem Gemisch aus 20 Wasser und einem organischen Lösungsmittel und

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung anschließende Auslösung der Polymerisation des

einer Organopolysiloxan-Emulsion zur Behandlung Diorganosiloxans in Gegenwart eines geeigneten

von Fasern. Katalysators, z. B. einer starken Säure oder eines

V/ährend der Verarbeitung von anorganischen starken Alkalis, oder - - besser noch — einer Sulfon-

und organischen Fasern werden häufig Ausrüstungs- 25 säure, wie Dodecylbenzolsulfonsäure, wie es in der