-
Fadenförmiges Gebilde mit verbesserten Eigenschaften, Verfahren zu
dessen Herstellung und Erzeugnisse aus einem solchen Gebilde Die vorliegende Erfindung
betrifft ein fadenförmiges Gebilde mit verbesserten Eigenschaften und die aus einem
solchen Gebilde hergestellten Erzeugnisse, Die Erfindung betrifft auch ein Verfahran
zur Herstellung eines solchen Gebildes.
-
Im folgenden soll unter Faden jedes fadenförmige Material verstanden
werden das in Form von Endlosgarnen oder Spinnfasergarnen vorliegt.
-
Es ist bekannt, Gewebe mit bei Zimmertemperatur zu Elastomeren härtbaren
Organopolysiloxanen zu Uberziehen.
-
Es ist auch bekannt, synthetische Fasern mit einem mit den Fasern
unverträglichen Farbstoff mit Hilfe von difunktionellen Aminoalkylsiloxanen, die
nichtelastomere Produkte ergeben, zu färben.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein fadenfrmiges Gebilde, das aus
einem Chemiefaden besteht, der mit einer in den Ublichen LUsungsmitteln unlöslichen
Organopolysiloxanelastomerzusammensetzung, die zumindest ein die Eigenschaften des
Fadens verbesserndes Produkt enthält, umhUllt ist.
-
Dieses die Eigenschaften des Fadens verbessernde Produkt wird im folgenden
fHilfsmittelt' genannt.
-
Die Erfindung betrifft auch ein -erfahren zur Herstellung eines solchen
fadenförmigen Gebildes durch Behandlung eines Chemiefadens mit einem Organosiliciumderivat,
bei welchem man aufeinanderfolgend: 1. auf den Faden eine fl!issige Zusammensetzung
auf der Basis eines zu einem Elastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanderivats
als solche, so wie diese Zusammensetzung ist, oder in Lösung oder in Dispersion
in einer Trägerflüssigkeit aufbringt5 und zwar im Gemisch mit
zumindest
einem Hilfsmittel, wie es oben definiert ist, und 2. diese Organovolysiloxanziisammensetzung
vernetzt und gegebenenfalls die Trägerflüssigkeit entfernt.
-
Der Chemiefaden des erfindungsgemässen fadenförmigen Gebildes kann
aus künatlichen Fasern, wie beispielsweise Fasern auf der basis von Celluloseestern,
insbesondere dem sekundären Acetat und dem Triacetat, aus synthetischen Fasern,
insbesondere auf der Basis von Polyamiden, Polyestern oder Polyolefinen, oder aus
Acryl- oder Vinylfasern, bestehen. Gemäss einer bevorzugten AusfUhrungsform der
Erfindung ist das Material dieses Chemiefadens ein elastomeres synthetisches Polymer.
Als elastcmere Polymere, die sich besonders gut eignen, kann man die segmentierten
Polyurethane nennen, die durch tJmsetzung von Diisocyanaten mit Prepolymeren mit
mittelmässig erhöhtem Molekulargewicht und endatändigen Hydroxylgruppen unter Bedingungen,
die Makrodiisocyanate ergeben, und anschliessende Umsetzung dieser Makrodiisocyanate
mit bifunktionellen Verbindungen mit an Heteroatomen} vorzugsweise an Stickstoffatomen,
gebundenen beweglichen Wasserstoffatomen erhalten sind.
-
Erfindungsgemäss wird der so definierte Chemiefaden mit einer.elasttschen
HUlle umhüllt, die ein Gewicht zwischen
1 und 15 %, vorzugsweise
zwischen 1 und 7 %, des Gewichts des Fadens aufweist und @0 bis 99 Gew. -% einer
Organopolysiloxa-Zusammensetzung und 60 bis 1 Gew. % von zumindest einem Hilfsmittel
enthält.
-
Das Hilfsnittel kann verschiedener Art je nach der für den Chemiefaden
gewünschten Wirkung sein So kann man beispielsweise Mittel, die das Vergilben des
Fadens verhindern oder hemmen, insbesondere Antioxydantien und ultraviolette Strahlung
absorbierende Materialien, Trübungsmittel, Farbstorfe, optische Aufheller und Antistatica
verwenden.
-
Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst im wesentlichen zwei Stufen.
-
In einer ersten Stufe bringt man auf den Chemie faden eine flüssige
Zusammensetzung auf der Basis eines zu einem ETastomeren vernetzbaren Organopolysiloxanderivats
als solche oder in Lösung oder in Dispersion in einer Trägerflüssigkeit aiif, wobei
diese Zusammensetzung zumindest eines der oben beschriebenen Hilfsmittel in einem
nicht kritischen Mengen anteil enthalt, der von der Menge des Hilfsmittels, die
man auf den Faden aufbringen will, sowie von der Löslichkeit und gegebenenfalls
der Dispergierbarkeit des oder der Hilfsmittel in der Trägerflüssigkeit oder bei
Abwesenheit
dieser letzteren von der Verträglichkeit des Hilfsmittels
mit der Polysiloxanzusammensetzung abhängt. Häufig reicht das Aufbringen von einigen
Gew.-% des Hilfsmittels, bezogen auf den Faden, aus, um diesem eine zufriedenstellende,
wenn nicht optimale Verbesserung zu verleihen. In den häufigen Fällen eines festen,
in der Trägerflüssigkeit unlöslichen Hilfsmittels, sollte dieses Hilfsmittel vorzugsweise
in fein zerteilter Form verwendet werden, um eine maximale Regelmässigkeit seines
Aufbringens auf den Faden und demzufolge einen möglichst gleichförmigen Schutz zu
erzielen.
-
Die für die Ausführung der Erfindung geeigneten vernetzbaren Organopolysiloxanzusammensetzungen
sind vorzugsweise bei Zimmertemperatur vernetzbar.
-
Sie können zumindest ein flüssiges difunktionelles Diorganopolysiloxan
mit linearer Struktur, das Hydroxylreste enthält, und einen kleineren Teil eines
trifunktionellen vernetzenden Silans, wie beispielsweise Methyltriacetoxysilan oder
Methyltributylaminosilan, enthalten. Gegebenenfalls können sie Füllstoffe, insbesondere
solche auf Kleselsäurebasis, enthalten, um die mechanischen Eignschaften des vernetzt¢n
Produkt zu veroessern. Di? Vernetzung dieser Zusammensetzung erfolgt durch einfachen
Kontakt mit Wasser in flüssigem oder dampfförmigem Zustand.
-
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man auch vernetzbare
Organopolysiloxanzusammensetzungen verwenden, die zumindest ein flüssiges Diorganopolysiloxan,
das dem oben beschriebenen analog ist und gegebenenfalls Füllstoffe auf Kieselsäurebasis,
ein trifunktionelles oder tetrafunktionelles Vernetzungsmittel, das insbesondere
a@s der Gruppe der Polyalkylsilicate gewählt ist, und einen Katalysator, wie beispielsweise
ein Organonetallderivat, enthalten, Diese Zusammensetzungen sind bei Zimmertemperatur
in Abwesenheit von Feuchtigkeit veche@zbar.
-
Die bevorzugten vernetzbaren Organopolysiloxanzusammensetzungen enthalten
zumindest ein flüssiges Diorganopolysiloxan mit linearer und/oder verzweigtel Struktur,
das Vinylgruppen enthält, gegebenenfalls versetzt mit Kieselsäurefüllstoff, ein
Vernetzungsmittel vom Organopolysiloxantyp, das reaktive Wasser atoffatome, gebunden
an Siliciumatome, a@fweist, und Chloroplatinsäure oder deren Derivate als Vernetzungskatalysator.
-
Die Zusammensetzungen, die das Vorbendensein eines Katalysators für
ihre Varnetzung erfordern, sind üblicherweisa in ein oder zwei Stufen in Form von
einer oder von zw-i Bestandtei len anwendbar, wobei in diesem Falle @as lin@are
Orga@opolysiloxanderivat entweder von dem Vernetzungsmittel oder von dem Katalysator
oder von diesen beiden getrennt ist, und @@@ bei die Reihenfolge der Anwendung ler
Best@@@@teile keine
Rolle spielt.
-
Die Menge der einzusetzenden vernetzbaren Zusammensetzung hängt für
ein und dasselbe Hilfsmittel von dem gewünschten Verbesserungsgrad und somit von
der Menge an Hilfsmittel, die man auf den Faden aufbringen will, sowie von der gewilnschten
Festigkeit des endgültigen fadenförmigen Gebildes gegenüber Einflüssen von verschlechternder
Wirkung (z.B.Wärme, Licht Waschmittel oder Trockenreinigungsmittel), was sowohl
den Faden als auch das Hilfsmittel betrifft, ab. Der bevorzugte Mengenanteil der
vernetzbaren Zusammensetzung liegt zwischen 1 und 7 Gew.--, bezogen auf den Faden.
-
Wenn die Viskosität der Organopolysiloxanzusammensetzung nicht zu
hoch ist, so kann diese letztere im Gemisch mit dem Hilrsmittel als solche auf den
Faden aufgebracht werden.
-
Wenn dies nicht so ist, was meistens der Fall ist, löst oder dispergiert
man dieses Gemisch in einer Trägerflüssigkeit, die aus zumindest einem organischen
Lösungsmittel für die Polysiloxanzusammensetzung besteht, wobei das Lösungsmittel
einen vorzugsweise wenig erhöhten Siedepunkt besitzt. Diesbezüglich sind aliphatische
Lösungsmittel, wie beispielsweise Trichloräthylen, alicyclische Lösungsmittel, wie
beispielsweise Cyclohexan, und aromatische Lösungsmittel, wie beispielsweise Toluol,
gut geeignet.
-
Die Behandlung des laufenden Fadens wird nach den üblichen Arbeitsweisen
durchgeführt, wie beispielsweise durch Eintauchen in ein Bad ,ßestrelchen mit Hilfe
eines imprägniertem Dochts oder Spritzen. Ein anderes Aufbringungsverfahren besteht
darin, kontinuierlich die in einem Behälter enthaltene Behandlungsflüssigkeit durch
Kontakt des Fadens mit einer teilweise in die Flüssigkeit eingetaiichten Scheibe
aufzubringen. Wenn die Behandlungszusammensetzung in Form einer Lösung oder Dispersion
in einem organischen Lösungsmittel für die Polysiloxanzusammensetzung vorliegt,
bedient man sich einer Vorrichtung zur Behandlung des Fadens, die den Verlust an
Lösungsmittel zum Zeitpunkt des Aufbringens der Zusammensetzung auf den Faden beschränkt
Beispielsweise eignen sich die in der französischen Patentschrift 572 727'beschriebenen
Schmälzvorrichtungen und dleJenigen, die eine poröse Wand aufweisen, wie sie in
der französischen Patentschrift 1 502 746 beschrieben sind, durch die die Zusammensetzung
durchgeht, besonders gut.
-
In einer zweiten Stufe des Verfahrens wird der so behandelte Faden
einer Trocknung unterzogen, um die Vernetzung der Organopolysiloxanzusammensetzung
auszulösen oder zumindest zu beschleunigen und gegebenenfalls das Lösungsmittel
zu ent fernen Die Trocknung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die von der
Flüchtigkeit des Lösungsmittels abhängt und in Jedem Falle niedriger als diejenige
Temperatur ist,
die eine Verschlechterung des Fadens oder des Hilfsmittels
hervorrufen würde, FUr ein gegebenes Lösungsmittel variieren die Trocknungstemperatur
und die Trocknungszeit insbesondere in Abhängigkeit der gewünschten Trocknungsschnelligkeit
und des gewünschten Trocknungsgrads. Ausserdem kann ein und derselbe Trocknungsgrad
während einer Zeitspanne erhalten werden, die umso länger ist, Je niedriger die
Temoeratur ist.
-
Vorzugsweise arbeitet man bei einer Temperatur, die möglichst nahe
bei Zimmertemperatur liegt.
-
Das Verfahren, wie es oben beschrieben wurde, ermöglicht, ein fadenförmiges
Gebilde zu erhalten, das eine Seele aus einem Chemiefaden aufweist, die von einer
Organopolysiloxanhülle umgeben ist, die das Hilfsmittel gleichfflrmig verteilt enthält.
Dieses Gebilde zeichnet sich durch bemerkenswerte Eigenschaften aus: Es besitzt
ein verbessertes Gleitvermögen, das in vielen Fällen ausreicht und eine spätere
Schmilzbehandlung unnötig macht; wenn die erfindungsgemässe Behandlung auf einen
frischgesponnenen Faden vor dem Aufwickeln angewendet wird, so wei -sen die erhalten@@
@ Wicklungen eine betiächtlich verbesserte Abspulbarkeit auf, eine für alle Chemiefäden
interessante
Eigenschaft, insbesondere für die elast@meren Fäden,
beispielsweise diejenigen auf der Basis Von Polyurethanen ; die Haftfestigkeit der
Organopolysiloxanhülle an dem Faden und demzufolge die Dauerhaftigkeit der Wirkung
des Hilfsmittels ist ausgezeichnet, gleichgültig wie die Verformung des Fadens ist,
insbasondere seine Dehnung im Falle von Elastomerfäden auf der Basis von polyurethanen
; der Verkletungspunk@ des beh@@delten Fadens ist e@ndeutig höher als der des nicht
behandelten Fadens: wenn das H@lfsmittel in Wasser unlöslich ist, was den häufig
sten Fall darstellt, ist die an dem Faden erzielte Wirkung bemerkenswert beständig
gegenüber Waschen, gegenüber wässrigen Behandlungen in der Wärme, wie beispielsweise
der Entfernung von Schmälzen, und häufig sogar gegenüber der Reinigung mit einem
organischen Lösungsmittel, Alle die oben genannten Eigenschaften werden durch das
erfindungsgemässe Verfahren erzielt@ ohne dass sich irgendein Verlust an mechanischen
Eigenachaften, Festigkeit und Dehnung für die Cheniefäden, sowie elastische Rückverformung
für die Elastomerfasern, ergibt.
-
Die Erfindung weist noch einen weiteren wichtigen Vorteil.
-
auf, nämlich, dass die Behandlung von Chemiefäden eine viel anpassungsfähigere
Methode als das Einbringen von Hilfsmitteln in die geschmolzene Masse oder die Spinniösung
des Polymeren ist. Ausserdem kann man die gleiche Verbesserung des Fadens wie durch
Einbringen erzielen, jedoch mit einer geringeren Menge an Hilfamittel.
-
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken.
Die Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, wenn es nicht anders angegeben
ist.
-
Zu den Beispielen sei noch folgendes bemerkt: C.I. bedeutet "Colour
Index", 2. Auflage 1956 und Ergänzungen, herausgegeben von der "Society ol Dyers
and Colourists" und "American Association of Textile Chemists and Colorists"; die
Bewertung der Lichteehtheiten erfolgt mittels eines Massstabes mit Zahlen von 1
(sehr geringe Echtheit) bis 8 (aussergewöhnlich hohe Echtheit) nach der Methode
der Bewertung der Echtheit gegen künstliches Licht (Xenon-Lampe), die auf Seite
171 ff des Code ECE de Solidité, Auflage 1958, erste Ergänzung 1963 und zweite irgänzung
1966, herausgegeben von der Association pour l'Etude ee- 1a Publlcation des Méthodes
de Détermination de Solidité, 12, rue d@Anjou, 75, Paris (8), beschrieben ist;
der
Verklebungspunkt der fadenförmigen Gebilde wird mit Hilfe einer im Handel unter
dem Handelsnamen "Thermotest" erhältlichen Apparatur gemessen; die Abspulbarkeit
der Fäden und der fadenförmigen Gebilde wird durch die folgende Prüfung bewertet:
Eine Wicklung des auf einen Träger aufgewickelten Fadens wird mit einer konstanten
Geschwindigkeit von 30 m/Minute abgespult. Die Spannung de Fadens im Verlaufe des
Abspulens, ausgedrückt in g, charakterisiert die Abspulbarkeit. Je geringer die
Spannung ist umso besser ist die Abspulbarkeit.
-
Beispiel 1 Zu einem aus einem Gemisch von eswa 20 Mol-% eines Polyesters
mit einem Molekulargewicht von 1800 (mit 80 % Hexamethylenadipatgruppierungen und
20 % Neopentyladipatgruppierungen), etwa 40 Mol-% Diisocyanatodiphenylmethan und
etwa 40 % Aminoessigsäurehydrazid stammenden Polyurethan in 25 %iger Lösung in Dimethylformamid
setzt man 5 Gew,-%, bezogen auf das Polymer, an Titanoxyd Rutil.)' als Mattierungsmittel
zu. Die so erhaltene Lösung wird mit einer Geschwindigkeit von 30 m/Minute in einem
wäsarigen Fällbad von Zimmertamperatur, das 20 de -% Dimethylformamid enthält,
nassversponnen.
Man erhält Fäden mit einem Titer vQn 156 dtex (140 den)/24 Einzelfäden, die anschliessend
gewaschene getrocknet und b'ji einer Temperatur von etwa 1850C während 1 Minute
behandelt werden Diese Faden werden anschliessend in eine Schmälzvorrichtung gefUhrt,
wie sie in Fig. 1 der französischen Patentschrift 572 727 beschrieben ist die mit
Hilfe einer Zahnrad pumpe mit der folgenden Zusammensetzung gespeist wird : 15 ffi
eines Gemischs von etwa 65 % eines Dim@thylpolysiloxans mit langer Kette mit einer
kinematischen Viskosität in der Grössenordnung von 3000 cSt, etwa 35 % eines Polymeren
mit der Gruppierung (SiO2,CH3[CH2-CH]SiO, [CH3]2SiO) und 5 Teilen je million Chloroplatinsäure,
1,5 % eines Vernetzungsmittels der Formel CH3Si[OSI(CH3)2H]3 5 % N-(2-Hydroxy-3,@-di-tert.-butylphenyl)-benztriazol
als U@traviolett-Absorptionsmittel, 5 % eines Antioxydans A der Formel
5 % eines Antioxydans B der Formel
und Trichloräthylen Q,s, 100.
-
Die Speiserate dieser Zusammensetzung wird so eingestellt, dUs der
Auftrag an Trockenmaterial auf dem Faden 4 kr bezogen auf das Gewicht des Fadens,
betrSgt. Nach Aufwickeln lässt man im Ruhezustand 14 Stunden trocknen. Ausserdem
stellt man einen Vergleichsfaden, der zu dem obigen Faden (Faden I) analog ist,
jedoch ohne Organopolysiloxanhülle her, der mit Hilfe der oben beschriebenen Vorrichtung
durch einen Auftrag einer Menge eines. Gemischs aus drei gleichen Mengenanteilen
des UV-Ab@orption@mittels und der Antioxydantien A und B, die zuvor verwendet @urden,
überzogen ist wobei die aufgebrachte Menge der auf den Faden I aufgebrachten Menge
gleich ist. Der Faden @ waist gegenüber dem Vergleichsfaden eine bassere Lichtechthe@t
bei wässriger Behandlung in der Siedehitze und e@ den @öheren Verklebungspunkt
auf,
wie die nachfolgende Tabeile zeigt; Art des Lichtechtheit Verklebungs-Fadens des
Fadens punkt, °C Vergleich 2 200 I 4 - 5 Beispiel 2 Man verspinnt in einer Verdampfungsatmosphäre
bei einer Temperatur von 170°C trocken eine auf 35°C erhitzte Lösung mit 27 % des
in Beispiel 1 beschriebenen Polyorew thans in Dimethylformamid. Die erhaltenen Fäden
mit einem Titer von 156 dtex (140 den)/24 Einzelfäden werden vor dem Aufwickeln
mit einer Rate von 250 m/Minute mit Hilfe der gleichen Vorrichtung wie oben nacheinander
mit gleicher Rate mit den folgenden Lösungen behandelt: a) einer Lösung, die folgende
Bestandteile enthielt: 2 $ des in Beispiel 1 beschriebenen Vernetzungsmittels 8
% des in Beispiel 1 beschriebenen Antioxydans A Toluol Q.s. 100;
b)
einer Lösung, die folgende Bestandteile enthält: 20 % des in Beispiel 1 beschriebenen
Organopolysiloxangemischs, 8 X des in Beispiel 1 beschriebenen Ultravlolett-Strahlung
absorbierenden Mittels, Toluol Q.s.100 Nach Behandlung und Trocknung bei Zimmertemperatur
weist der Faden (II) etwa 4,5 % Trockenmatorial, bezogen auf den Faden, auf. Ausserdem
stellt man einen Vergleichsfaden (HM) her, der dem obigen Faden analog ist jedoch
einerselts mit einer der auf den Faden II aufgQbrachten Menge gleichen Menge eines
Oemlschs aus 50 Gew.-% des oben beschriebenen Antioxydans und 50 % des oben beschriebenen
UV-Absorptionsmittels und andererseits etwa 4 % (bezogen auf das Gewicht des Fadens)
eines üblichen Schmälzmittels mJ t einer Viskosität von 283 cP bei 20°C auf der
Basis von mit einem nichtionische@. oberflächenaktiven Mittel emulgiertem Mineralöl
überzogen ist. Der erfindungsgemäss behandelte Faden weist eine bessere Lichtechtheit
nach Behandlung in Wasser in. der Siedehitze und eine besscre Abspulbarkeit als
der Vergleichsfaden auf, wie die folgende Tabelle zeigt Art des Lichtechtheit Abspulspannung
Fadens des Fadens in g H M. @ @@ 4
Beispiel 3 Aus einer konischen
Wicklung spult man mit einer Geschwindigkeit von 20 m/Minute einen Polypropylenfaden
mit einem Titer von 211 dtex (190 den)/40 Einzelfäden ab, den man mit Hilfe einer
Pompe und der in Beispiel 1 beschriebenen Vorrichtung mit einer Lösung behandelt,
die die folgenden Bestandteile enthält : 1@ % des in Beispiel 1 beschriebenen Organopoly-@@@oxangemisch@,
@ % des in Beispiel 1 beschrisbenen V@rnetzungsmittels, 0,7 % eines blauen Dispersionsfarbstoffs,
@@@@ 615@@.
-
Cyclohexan Q.s. 100.
-
Der Faden wird anschliessend auf ein Fohr aufgewickelt, dem ein Luftstrom
von 120°C zugeführt wird. Der Mengenante@l an aufgebr@@@@@m Material beträgt etwa
4,5 %, bezogen auf den Faden. Der arhaltene Faden weist eine blaue Färbung auf,
die gegen Waschen und spätere Entfernung von Schmälzen vollständig beständig ist.
Ausserdem sind die Cleiteigenschaften und Abspuleigenschaften des Fadens verbessert
und gegen Entfernung von Schmälzen beständig.
-
Beispiel 4 Von einer konischen Aufwicklung spult man mit einer Ceschwindigkeit
von 30 m/Minute einen Faden ab, der dem in Beispiel 1 verwendeten analog ist Man
@ührt dies@n @aden dicht an die @ mm breite Nutzfläche einer Frittenplatte, wie
sie in der französischen Patentschrift 1 @@@ 716 beschrieben ist, die über eine
Zahnradpumpe mit einer Su@persion gespelst wird, die die fo genden @estand@elle
enthält @0 % des in Beispiel @bes@@cicher er Orge@@poly siloxangemische, @ % des
in Beispiel @ bes @@@@obenen Ve@@etzungs mittels, 10 % zuvor zerkleinerten Puss,
Cyclohexan Q s. 100 Der Faden wird anschliesserd auf ein @ohr aufgewickelt, dem
ein Luftstrom von 100°C zugeführt wird. Die Menge an aufge brachtem Trockenmaterial
beträgt etwa 3,5 %, bezogen auf das Gewicht des Fadens.
-
Man erh@l@ einen Paden mit schwarzer Färbung. die sich beim Waschen,
der Entfernung von Schmälzen und bei Behandlung mit einem üblichen Trockenreinigungslösungsmittel
keinsewegs auswaschen lässt.