DE1815361A1

DE1815361A1 - Verfahren zur Verbesserung der verarbeitungstechnischen Eigenschaften von Polyesterfasermaterialien

Info

Publication number: DE1815361A1
Application number: DE19681815361
Authority: DE
Inventors: Weckler Dr Gerhard; Rittner Dr Siegbert; Happe Dr Wilhelm
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1968-12-18
Filing date: 1968-12-18
Publication date: 1970-07-02
Also published as: NL6918522A; FR2026463A1; CH1858269D; BE743360A; GB1233330A

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: - Fw 5954

Datum: 9. Dezember 1968
Dr.Gr/zdl

Verfahren zur Verbesserung der verarbeitungstechnischen Eigenschaften von Polyesterfasermaterialien

Bei der Herstellung von synthetischen hochmolekularen linearen i Polyestern aus Dicarbonsäuren und mehrfunktioneIlen Alkoholen, z. B. aus Terephthalsäuredimethylester und Glykol, entstehen nicht nur die erwarteten und erwünschten langkettigen, fadenbildenden Makromoleküle. Es bilden sich vielmehr in geringer Menge auch kurzkettige bzw. cyclische Umsetzungsprodukte.

Derartige oligomere Verbindungen können für die technische Verarbeitung der Polyesterfasermaterialien, wie z. B. Fäden oder Stapelfasern, ein großes Hindernis darstellen. Die Oligomeren können z. B. beim Verspinnen von Polyester-Kammzug zu schlechten Laufeigenschaften und lästiger Staubentwicklung führen. Ein besonders großes Problem stellen die oligomeren Bestandteile der Polyester bei der technischen Verarbeitung von texturierten Polyesterfäden dar, da hier jede oberflächliche Rauhigkeit des gekräuselten Materials zu betrieblichen Störungen führt und darüber hinaus ί am fertigen Textilmaterial ein mangelhaftes Warenbild ergibt.

Da die Bildung von Oligomeren bisher bei der Fabrikation der _o Polyester trotz aller Anstrengungen, z. B. durch Variation der ° Kondensationskatalyeatoren, nicht zufriedenstellend behoben werden

konnte, hat man bereite versucht, durch Anwendung von Präparations- «j Mitteln den nachteiligen Einfluß der Oligomeren bei der Verarbei- ^ tung der Polyesterfasermaterialien auszuschalten. Diese Präparations o* mittel haben vornehmlich eine glättende, die Rauhigkeit zudeckende

to Wirkung, da sie niedermolekularer Natur und daher weitgehend faseräffin sind. Der durch diese Präparationwnittel bewirkte sogenannt· permanent· Weichmachereffekt nacht andererseits das wirksame

Aufbringen einer Steifappretur, wie sie bei bestimmten Artikeln erwünscht ist, fast unmöglich.

Es wurde nun gefunden, daß man die in Fasermaterialien aus synthetischen linearen Polyestern enthaltenen Oligomeren ausschalten und für die weitere Verarbeitung der Fasermaterialien unschädlich machen kann, wenn man diese Fasermaterialien mit wäßrigen Lösungen oder Emulsionen von Verbindungen der allgemeinen Formel

R /T(C₂H₄O)_x <C₃H₆O)_Y (C₂H₄O)₂₅ J_nE

in der R entweder die Hydroxylgruppe oder einen nicht mehr als 30 Kohlenstoffatome enthaltenden organischen Rest solcher Verbindungen, welche einen oder zwei zur Reaktion mit Xthylenoxid und Propylenoxid befähigte Wasserstoffatome enthalten, η 1 oder 2 und für den Fall, daß η - 1, Y mindestens 20 und die Summe von X und Z mindestens 15 oder, wenn η =* 2 ist, Y mindestens 10 und die Summe von X und Z mindestens 7 bedeutet, wobei X oder Z auch Null sein kann und wobei das Molekulargewicht der Verbindungen 5000 nicht überschreiten soll, behandelt.

Als Verbindungen, welche ein oder zwei zur Reaktion mit Xthylenoxid und Propylenoxid befähigte Wasserstoffatome besitzen, kommen vor allem gesättigte oder ungesättigte, geradkettige oder verzweigte einwertige aliphatische Alkohole, Alkandiole, primäre oder sekundäre Alkylamine, gesättigte oder ungesättigte aliphatische Carbonsäuren sowie deren Amide, Phenole und Mono- oder Dialkylphenole in Betracht. Als solche Verbindungen mit beweglichen Wasserstoffatomen, die als Grundkörper zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Polyaddukte eingesetzt werden können, kommen im ein-

JLn sbe sondere

zelnen/Tn Betracht: Alkanole und Alkenole ait I bis 20 Kohlenstoffatomen, wie ζ. B. Methanol, Xthanol, n- oder iso-Propanol, n- oder Iso-Butanol, 2-Xthylhexanol, Dodecanol-(l), Octadecanol-(l) sowie ungesättigte Alkohole, wie ζ. B. Qleinalkohol; Alkandiole mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Xthylenglykol, Propandiol-(1,2), Propandiol-(1,3), Butandiol-(1,4), Hexadec«mdiol-(1,4),

Octadecandiol-(1,6); primäre oder sekundäre gesättigt« aliphatisch·

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Amis© mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, wie ζ. B. Butylamin, Hexylamis₉ Bodecylamin und Octadecylamin; gesättigte oder ungesättigte aliphatische Mono- oder Dicarbonsäuren mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, wie z, B. Capry!säure, Laurinsäure, ölsäure, Stearinsäure, Ärachinsäure und Behensäure sowie die Amide dieser Carbonsäuren. Weiterhin kommen in Betracht Phenole sowie Mono- oder Dialkylphenole mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen im jeweiligen Alkylrest,. wie z_e B. Phenol, Kresole, Butylphenol, Nonylphenol und Di-dodecylphenol«, ^

Di© erfindungsgemäß verwendeten Polyglykoladdukte, die in Abhängigkeit von der Größe des Restes R im Durchschnitt zwischen etwa 20 bis 77 Propylenglykoleinheiten und etwa 15 bis 110 Äthylenglykoleißh@it@n im Molekül enthalten, sind aufgrund ihrer höhermolekularen Struktur mit den Molekulargewichten im Bereich von etwa 2000 bis 5000 in den üblichen hochmolekularen Polyestern, z. B. Terephtüialsäurepolyglykolester ©der Terephthalsäurepolycyclohexan-1,4-dioxymethylenester praktisch usl©slie!i| die Verbindungen wirken dahes» für die Polyester nicht als Weichmaelier, Ihr© Wirksamkeit bestellt vielmehr dar iß, daß si© <äi© aa öi© Oberfläche gewanderten OligQiaeren ablösen unö adsorptiv im BehandMngsbad binden und auf dies© Weis® wirksam ein Wiederarafglelicüa ά®π* 01ig6s©s?©B auf di© i Fasermaterialien verhisdern. Faefe uqt ©rfiaduagsg@aä£sn Behandlung der Waren und damit derea vf@±tg©h.Qma®m !©fffeiung ^©a Oligomeres ist das Hilfsmittel leicht dnr@fö ©in wäßriges Spülbad zu entferner*» so daß gegebenenfalls saseiilieiaai üblieh© Präparat tonen, z_s B. ©it einem antielekti?@statäseli wlrkQmämi Hilfsmittel οοθι³ ©inem Sriffverbesserusgsmitt©!, «safee&iaäeE't ^©s-genoasmen werden

Der wesentlich© lSut@rE©h±®ü im u®r Wirkungsweise üer erfindimgegemäß zu v©rweßd©ai@a Pelyglyteladdukt© gegenüber ü@m bisher für diesen Zweck eingesetzt©» H£lftsaltt@la b©st©bt somit darin, daß es nach dem erfindungsgeisäß@n ν®%>£®Μ®Θ®. nuiimmhT gellaft, d praktisch permanent zu Qlinini@rQn₉ w^g©g@E mi'S umi tiekanntaiä Hilfsmitteln überwiegend lediglich eine KasshJ.ei^uag der bewirkt wird.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf Fasern oder Fäden aus synthetischen linearen Polyestern in einem beliebigen Verarbeitungsstadium vor dem Verspinnen der Fäden angewandt werden. Die Entfernung der Oligomeren aus den Polyesterfasern oder -Fäden kann z. B. nach dem Färben erfolgen, indem das gefärbte Fasermaterial in einem frischen Bad mit den Polyglykoladdukten nachbehandelt wird. Die erfindungsgemäße Behandlung kann jedoch vorteilhaft auch mit einem reduktiven Reinigungsprozeß unter Mitverwendung der hierbei üblichen Hilfsmittel verbunden werden. Dabei werden nicht nur die Farbstoffzersetzungsprodukte, sondern auch die Oligomeren in einem Arbeitsgang permanent eliminiert. Die Ausschaltung der Oligomeren kann jedoch auch vor dem Färben oder gegebenenfalls während des Färbens mit Hilfe der erfindungsgemäß zu verwendenden Polyglykoladdukte erfolgen.

Die Konzentration, in der die Polyglykoladdukte zur Anwendung kommen, kann in weiten Grenzen variieren. Im allgemeinen kommen pro Liter der wäßrigen Behandlungsflotte etwa 0,5 bis 4 g, vorzugsweise 1 bis 2 g der Produkte zum Einsatz. Die erJLndungsgemäße Behandlung der Polyesterfasermaterialien wird zweckmäßig bei erhöhter Temperatur vorgenommen. Im allgemeinen werden Temperaturen von etwa 50 bis 125°C, bevorzugt Temperaturen zwischen 70 und 90°C,angewandt, wobei jedoch eine Einschränkung auf diesen Temperaturbereich nicht besteht. Die Behandlungstemperaturen können vielmehr den jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden. Die erforderliche Behandlungsdauer richtet sich vor allem nach der gewählten Temperatur. Sie kann etwa 10 Minuten bis etwa 1 Stunde betragen. Meist sind Behandlungszeiten von 20 bis 30 Minuten ausreichend.

Beispiel 1

Eine Kreuzspule &±v 400 g ungefärbten Polyäthylenglykolterephthalat· Alien voa Titer 30 den wird in 6 1 einer Flotte, die im IAt^w 10 ecm Katroßißuge 38 B&,-3 g Natriumdithionit und. 1 f e.»s PoIyadduktee voa 1 Mol Propylenglykol salt 34 Mol Propylenoxid und

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38 Mol Äthylenoxid vom durchschnittlichen Molekulargewicht 3600 bis 3700 enthält, 25 Minuten bei 85°C behandelt, anschließend mit Wasser neutral gespült und antistatisch ausgerüstet. Sine zweite Spule wird genauso behandelt, jedoch wird als Hilfsmittel anstelle des obengenannten Polyadduktes 1 g/l Butandiol-(l,4)-pentaäthylenglykolstearinsäureester eingesetzt.

Beim Umspulen ergibt die erste Spule praktisch keine Abscheidung, die zweite Spule dagegen erhebliche Ablagerung von Oligomeren an den Fadenumlenkstellen.

Beispiel 2

Eine Kreuzspule mit 400 g ungefärbten Polyäthylenglykolterephthalat-Fäden vom Titer 30 den wird analog wie im Beispiel 1 behandelt, Anstelle des dort verwendeten Polyaddukte aus lediglich Propylenoxid und Ethylenoxid wird jedoch hier ein Addukt verwendet, welches durch Umsetzung von 1 Mol Methanol mit 33 Mol Xthylenoxid und danach mit 58 Mol Propylenoxid erhalten wurde.und welches ein durchschnittliches Molekulargewicht von 4800 bis 4900 besitzt.

i Es wird ein ähnlich guter Effekt wie im Beispiel 1 erhalten.

Beispiel 3

100kg eines Polyestex'kammzugs werden 1 1/2 Stunden lang bei 125°C in 1200 Liter Wasser, das 2 kg des Farbstoffs l,5»Di®xy-4,8-diaminoaatrachinon teomiert onthält, gefärbt. Der so gefärbte und Anschließend gespült® Kammzug wird la einer Flotte, die pro Liter 10 ecm Matyonlauge 38° B©, 2 g Natrlumdithionit und 1 g eines Polyaddukte worn Iteelasetaitti$ä©l©kulaffgewicht 2900 bim 310O₁ das durch Anlagerung vmi 26 Mol Propylanoxid an 1 Mol Eexadecan-

mit 27 Hol !f

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erhalten wurde, enthält, 20 Minuten bei 90°C reduktiv nachbehandelt. Die Verspinnbarkeit des so behandelten gefärbten Kammzugs ist eindeutig besser als die des nur reduktiv ohne &isatz des erfindungsgemäßen Hilfsmittels gereinigten Kammzugs,

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zur Verbesserung der verarbeitungstechnischen Eigenschaften von Polyesterfasermaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Fasermaterialien mit wäßrigen Lösungen oder Emulsionen von Verbindungen der allgemeinen Formel

R /-(C₂H₄O)_x (C₃H₆O)_Y (C₂H₄O)₂ J^ ,

in der R entweder die Hydroxylgruppe oder einen nicht mehr als 30 Kohlenstoffatome enthaltenden organischen Rest solcher Verbindungen, welche ein oder zwei zur Reaktion mit Äthylenoxid und Propylenoxid befähigte Wasserstoffatome enthalten, η 1 oder 2 und für den Fall, daß η = 1, Y mindestens 20 und die Summe von X und Z mindestens 15 oder, wenn η «= 2 ist, Y mindestens 10 und die Summe von X und Z mindestens 7 bedeutet, γ/obei Il ©c!@r Z auch Null sein kann und wobei das Molekulargewicht clea* Verbindungen 500C nicht überschreiten soll, behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Verbindungen verwendet, die durch Umsetzung von Xthylenoxid und Propylenoxid mit gesättigten oder ungesättigten, geradkettigen oder verzweigten einwertigen aliphatischen Alkoholen, Alkandiolen, primären oder sekundären Alkyiaminen, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren sowie deren Amiden, Phenolen und Monaoder Dialky!phenolen erhalten worden sind.

3. Verfahren nach Ansprüche» 1 ©de? 2, dadurch g®lcenna©iehnet_s daß man Verbindungen verwendet „ die ®±n Molgewieiit w©n ©twa bis 5000 aufweisen,,

4_O Verfahren nach Ässprliefeea 1 bis S₅ diaätäffefe g®h©TimuQi©imi®t ₀ daß man Verbindlangen- ^©rweisöet, die etwa 2© !©Ιο ΊΊ elnheiten und etwa 15 bis 110 Xthylengl^köleinfosi-feGsa äe enthalten.

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5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Lösungen oder Emulsionen mit einem Gehalt an etwa 0,5 bis 4 g pro Liter der genannten Verbindungen verwendet.

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