DE1923061A1 - Gleit- oder Schmaelzmittel fuer Fasern oder Faeden - Google Patents

Gleit- oder Schmaelzmittel fuer Fasern oder Faeden

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DE1923061A1 DE19691923061 DE1923061A DE1923061A1 DE 1923061 A1 DE1923061 A1 DE 1923061A1 DE 19691923061 DE19691923061 DE 19691923061 DE 1923061 A DE1923061 A DE 1923061A DE 1923061 A1 DE1923061 A1 DE 1923061A1
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Description

PATSNTAN AXlTl j Q O Q Π C "t
DR. E. WIEGAND DIPL.-ING. W. NIEMANN DR. M. KOHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT
MÖNCHEN HAMBURG TELEFON: 55547(5 8000 MÖNCHEN 15, TELEGRAMME, KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE
6. Mai 1969
W. 14- 253/69 7/RS
Unilever-Emery TSt,V. G ο u d a (Niederlande)
Gleit- oder Sohmälzmittel für Fasern oder
Fäden
Sie Erfindung "bezieht sich auf Gleit-- oder Sehmälz· mittel für Fasern und insbesondere auf Gleit·» ©der Selimälsmittelzusamsiensetzungaa sur Verwendimg "bei der Herstellung* Behandlung und Terarbeitmag von synthetischen lasersträng@&9 ι-ή.® aolohea ©,m© Polyestern^ PoIy-
BOlj;©Xefia©a tiacl lölyamidea, soi-n,®
0.914 7/1 0 3-S
_2- 192306
Bei der Herstellung von Fadensträngen wird eine Vielzahl von feinen Einzelfäden, die zuvor aus Schmälzbädern oder Lösungen von faserbildenden Stoffen gezogen sind, zusammen zur Bildung eines kontinuierlichen Stranges oder eines Bündels von kontinuierlichen Fäden gesammelt. Während ihrer Bildung laufen diese Stränge oder Fadenbündel mit hohen Geschwindigkeiten und alnü gewöhnlich zerstörenden Abriebwirkungen unterworfen9 die sowohl durch den gegenseitigen Abrieb zwischen den Fäden oder Fasern des Stranges als auch durch die Bewegung der Stränge durch die Führungen, Augen und anderen Maschinenteilen bei Faser- oder Fädenverarbeitungsanlagen verursacht werden.
Es ist daher im allgemeinen notwendig, Faserstränge oder Fadenbündel nach ihrer Herstellung zu schmieren, um eine Abnutzung, ein Verwirren9 ®in Spalten oder Brechen der Stränge oder Bündel infolge von Abriebkräften zu verhindern« Wenn keine richtige Schmierung oder Schmälzung vorgesehen wird, kann dies zu häufigen und kostspieligen Unterbrechungen bei den laser- und Fädenverarbeitungsvorgängen führen, w@nn eine solche Schädigung
eintritt. .
Aufgabe der Erfindung ist daher insbesondere die Schaffung neuer und verbesserter Gleit- und Schmälzmittel für Fasern und Fäden, welch© diesen ausgezeichnete . ■ Schlüpfrigkeit oder Gleitfähigkeitseigensehaften erteilen und dadurch eine Seiiäöigimg oder Zerstörung der Stränge oder Bündel durch- äußes© oä'es· innere Abriebkräfte ι wie' sie gewöhnlich wita©nd der Yerarbeitraigs» vorgänge in Betracht koTsme&0 TOrhMsrt« "
S 0 9 8 4 7 / I 0 3
Die Erfindung "bezweckt ferner die Schaffung neuer und verbesserter Gleitmittel für Glasfasern, die üblichen Glasfaserbehandlungsmitteln, wie Schlichtemassen, einverleibt werden können.
Zur Lösung der Aufgabe und zur Erzielung der vorgenannten Zwecke ist erfindungsgemäß ein,Gleit- oder
Schmälzmittel für Fasern oder Fäden vorgesehen, das
ein teilweise amidiertes Polyalkylenimin mit einem Restaminwert von etwa 2oo bis 800 umfaßt, das durch Umsetzung eines Polyalkylenimine mit einem Molekulargewicht von
wenigstens etwa 800 mit einer Fettsäure gebildet ist.
Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Behandlung von Fasersträngen oder Fadenbündeln, bei welcher man auf die Stränge oder Bündel eine wäßrige Zusammensetzung aufbringt, die etwa 0,öl bis 2 Gew.# des teilweise amidierten polymeren Gleit- oder Schmälzmittels gemäß der Erfindung enthält.
Die Polyalkylenimine, welche zur Herstellung der
Gleit- oder Schmälzmittel gemäß der Erfindung verwendet werden, sind Polymere von Alkyleniminen, die 2 bis etwa 12 Kohlenstoffe in ihren Alkylgruppen enthalten,
wie Äthylenimin, 1,2-Propylenimin, 1,2-Butylenimin,
2,3-Butylenimin od.dgl. Vorzugsweise sollen Alkylenimine mit etwa 2 bis 4 Kohlenstoffatomen zur Anwendung gelangen. Diese Alkyleniminpolymere haben ein Molekulargewicht von wenigstens 800 bis zu etwa 5o 000 oder höher.
Polyäthylenimin mit einem Molekulargewicht von
etwa 12oo ist ein bevorzugtes Polymeres zur Verwendung bei den Gleit- oder Schmälzmittelzusammensetzungen gemäß der Erfindung. Im Handel erhältliche. Polyäthylen-
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imine,wie Montrek 12 (TEI 12) der Dow Chemical Company, das ein mittleres Molekulargewicht von ungefähr 12oo hat, können bei der Herstellung der Gleit- oder Schmälzmitteizusammensetzurig gemäß der Erfindung Anwendung finden.
Gemäß der Erfindung werden die Faserschmälz- oder -Gleitmittel dadurch hergestellt, daß man ein Polyalkylenimin teilweise mit aliphatischen Fettsäuren amidiert. Obwohl eine große Mannigfaltigkeit von Fettsäuren benutzt werden kann, werden Fettsäuren mit 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen und insbesondere von 2 bis 9 Kohlenstoffatomen bevorzugt, weil sie zu den besten Ergebnissen führen.
Beispiele der bevorzugten Monocarbonsäureamidierungsmittel sind Essigsäure, Pelargonsäure, 2-Äthylhexansäure (2-ethylhexoic), Isononansäure, Ölsäure, Fndecenylsäure, Capronsäure, Caprylsäure, Cäprinsäure und Laurinsäure. Obgleich irgendwelche dieser Säuren allein angewendet werden können, führt die Verwendung von Gemischen von Fettsäuren zu besten Ergebnissen.Der Ausdruck "Fettsäure", wie er in dem vorliegenden Zusammenhang benutzt wird, schließt daher Gemische von Fettsäuren ein. Gemische von Säuren ermöglichen die Verwendung von verhältnismäßig kurzkettigen Säuren, welche Löslichkeit erteilen, und von Säuren mit längeren Ketten, die dem Gleit- oder Schmälzmittel ,Überzugseigenschaften erteilen. Vorzugsweise sollen Io bis 5o Äquivalentprozent der verwendeten Säure einen Kohlenstoffatomgehalt von weniger als 4 haben,und 5o bis 9o Äquivalentprozent sollen einen Kohlenstoffatomgehalt von größer als etwa 4 aufweisen.
Gemäß der Erfindung werden die Polyalkylenimine mit den Fettsäuren in solchen Anteilen umgesetzt, daß etwa 1/4 bis 3/4 der Amingruppen des Polyalkylenimine, die
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für die Aihidierung zur Verfügung stehen, mit der Fettsäure amidiert werden. Diese Reaktion ergibt ein teilweise amidiertes Polyalkyleniminprodukt mit einer Säurezahl von O und einen Restaminwert von etwa 2oo Ms 800, vorzugsweise unter 600} für optimale Ergebnisse soll dieser Aminwert in dem Bereich von etwa 3öo Isis 4oo liegen.
Pasern oder Fäden, die wirksam mit dem Gleit- oder Schmälzmittel gemäß der Erfindung behandelt werden können, umfassen Glas, Polyester, wie Polyäthylenterephthalat, Polyolefine, wie Polypropylen oder Polyäthylen", Polyamide, wie Hexamethylenadipamid (Hylon).
Bei der Behandlung von Fasern oder Fäden mit den Gleit- oder Schmälzmitteln gemäß der Erfindung wird das Mittel gewöhnlich in Wasser gelöst, um eine wäßrige Behandlungszusammensetzung zu bilden, die etwa o,ol "bis 2 Gew.# des Gleit- oder Schmälzmittels enthält. Es können neutralisierende Mengen von Essigsäure demGleit- oder Schmälzmittel zugegeben werden, um eine leichter wasserlösliche Verbindung zu schaffen· Die wäßrige Gleit- oder Schmälzmittelösung kann auf Faserstränge oder Fadenbündel in irgendeiner geeigneten Weise aufgebracht werden, z.B. indem man die Stränge od.dgl. über eine Walzenaufbringungsvorrichtung, die teilweise in die Lösung einge-taucht ist, führt. Es ist gefunden worden, daß durch Aufbringen der Gleit- oder Schmälzmittelverbindungen gemäß der Erfindung in Form einer wäßrigen Lösung auf Faserstränge oder Fadenbündel eine ungewöhnliche innere sowie äußere Schlüpfrigkeit ϋίβη Fasern oder Fäden erteilt wird, wodurch eine Abnutzung» ein Spalten, ein Verwirren oder Brechen der kontinuierlichen Fadenbündel auf ein Minimum herabgesetzt wird. „
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Bei der Herstellung von Fasersträngen oder Fadenbündeln aus Glas, Polyester, Polyolefinen und Polyamid kann das Gleit- oder Schmälzmittel in Form einer wäßrigen Lösung aufgebracht werden. Wenn z.B. Ströme von geschmolzenem Glas kontinuierlich aus einer Vielzahl von Öffnungen austreten und rasch in feine Glasfaden mittels einer Aufwickelspindel übergeführt werden, kann das Schmälzmittel in Form einer wäßrigen lösung auf die Fäden mittels einer Walze, die .einen Teil der Führung bildet, welche dazu dient, die ausgezogenen Fäden in kontinuierliche Stränge zu gruppieren, aufgebracht werden. Es kann eine kontinuierliche Gleit- oder Schmälzmittelzufuhr zu der Walze oder Führung von einem geeigneten Zuführtank vorgesehen sein. Gegebenenfalls kann die Walze fortgelassen werden, und die Führung kann mit einem Kissen versehen werden, welches das Gleit- oder Schmälzmittel auf die Fäden wischt, wenn diese durch die Führung gehen.
Die Gleit- oder Schmälzmittelverbindungen gemäß der Erfindung können leicht wäßrigen Schlichtelösungen einverleibt werden, welche auf Glasfaserstränge während ihrer Bildung und im allgemeinen sofort nachdem sie gebildet sind, aufgebracht werden, um die Unversehrtheit und die Bindungseigenschaften der Glasfasern zu verbessern. Geeignete Schlichtemassen umfassen wäßrige Emulsionen, die solche Materialien, wie Polyvinylacetatlatex, Butadienstyrolcopolymere und Polymethylmethacrylate zusammen mit üblichen Kupplungsmitteln, Betzmitteln od.dgl. enthalten.
Während die Verwendung der Gleit- oder Schmälzverbindungen gemäß der Erfindung ihre größte Brauchbarkeit zur Zeit in der Verwendung in Kombination mit Schlichtemassen findet, ist ersichtlich, daß die Gleit- oder Schmälzmittel
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auf Fasern entweder allein oder in Kombination mit anderen ! Faserbehandlungslösungen ebenso wie auf zuvor geschlichtete oder ausgerüstete Fasern aufgebracht werden können.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen ''
näher erläutert. Sämtliche Prozentsätze sind auf das Ge- !
wicht bezogen, und zwar auf das Gesamtgewicht und Behänd- i lungsmassen, soweit nichts anderes angegeben ist. i
Beispiele 1 bis 4
Jede von vier 3oo g-Proben eines Polyäthylenimins (Montrek 12 der Dow Chemical Company) mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 12oo wird in einem Reaktionsgefäß zusammen mit einer Mischung von Fettsäuren eingebracht. Die Reaktionsgefäße werden auf 2oo°C unter Rühren erhitzt und das bei der Reaktion erzeugte Wasser wird gesammelt. Wenn die Destillation des Wassers abklingt, werden von dem Reaktionsprodukt Proben gezogen, bis die Säurezahl Null ist, was anzeigt, daß im wesentlichen die Gesamtsäure sich mit dem Polyäthylenimin umgesetzt hat. Es wird eine Stickstoffdecke in dem Reaktionsgefäß angewendet, um die Farbe des Produkts zu schützen.
In den Beispielen 1 und 2 bestehen die verwendeten Fettsäuren aus Eisessig und einem Fettsäuregemisch (das unter der Bezeichnung Emery 121o von Emery Industries, Inc. verkauft.wird) mit einem Gehalt von 2o bis 3o# Cg-, Io bis 2o# C8-, 25 bis 35# C?-, 2o bis 3o# Cß- und 3 bis 6$ Cc-Fettsäuren. Bei den Beispielen 3 und 4 werden Eisessig und ein Fettsäuregemisch, das im wesentlichen aus Pelargonsäure besteht (unter der Bezeichnung Emery 12o2 von Emery Industries, Inc. verkauft) mit einem Gehalt von etwa 4# Cq-, etwa 94$ Cq- und etwa 2# Clo-Fettsäuren benutzt.
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Die folgende Tabelle I zeigt die Menge an Fettsäuregemisch , die in jedem Beispiel zur Anwendung gelangt, und den Aminwert des erhaltenen,teilweise amidierten PoIyäthyleniminprodukts.
Tabelle I
Bei
spiel
Nr.		 Menge an Fettsäure (g) Emery 12o2 Essig
säure		 Aminzahl von teil
weise amidiertem
Polyäthylenimin-
produkt
1
2
3
4		 Emery 121o 21o,o
28o,o		 16o,o
Io6,8
132,5
Io6,l		 378,3
335,1
361,8
319,4
118,4
236,8
Beispiele 5 bis 8
Die teilweise amidierten Polyäthyleniminprodukte jedes der Beispiele 1 bis 4 werden mit Essigsäure auf einen pH-Wert von etwa 6 bis 7 neutralisiert und in Wasser gelöst, um ο,59έ wäßrige Lösungen zu schaffen.
Die Gleit- oder Schmälzmittel werden dann auf kontinuierliche Glasfaserstränge aufgebracht, indem man die Stränge über eine Walzenaufbringungsvorrichtung führt, die teilweise in einen Vorratsbehälter der Gleitmittel-Iosung eingetaucht ist. Nach dem Aufbringen des Schmälzmittels werden die Stränge durch einige Führungen, Kontaktpunkte und andere Lageroberflächen, wie sie gewöhnlich bei Glasfaserverarbeitungsvorgängen in Betracht kommen, geführt.
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Die mit den Produkten gemäß der Erfindung behandelten Stränge und Garne, welche danach daraus hergestellt wurden, zeigten ausgezeichnete Schlüpfrigkeit oder Gleitfähigkeit mit einem Minimum von Abnutzung oder gebrochenen Enden.
Beispiel 9
Es wird eine Schlichtezusammensetzung hergestellt, die aus einer wäßrigen, auf einen pH-Wert von etwa 7 neutralisierten Emulsion aus 4,5 Gew.$ Polyvinylacetat (einer Emulsion mit einem Gehalt von etwa 5o# Peststoffen, verkauft unter der Bezeichnung Elvacet von E.I. Du Pont de Nemours & Company), o,2 Gew.# des Gleitmittels gemäß Beispiel 1, o,5 Gew.# Vinylsilanol und Rest Wasser besteht. Es werden dann kontinuierliche Glasfaserstränge mit dieser Schlichtezusammensetzung in der in Beispiel 5 beschriebenen Weise behandelt. Die geschlichteten Stränge zeigen sämtlich ausgezeichnete Schlüpfrigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung und Brechen infolge inneren und äußeren Abriebs.
, Beispiel Io
Eine Paser aus Polyester, Polyäthylenterephthalat, wird mit dem Fasergleitmittel gemäß Beispiel 5 behandelt. Das behandelte Garn zeigte ausgezeichnete Schlüpfrigkeit und Widerstandsfähigkeit gegenüber Abnutzung.
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Claims (12)

  1. - Io -
    Patentansprüche
    / Iy Gleit- oder Schmälzmittel für Fasern oder FadenV^aadurch gekennzeichnet, daß es ein teilweise amidiertes Polyalkylenimin mit einem Restaminwert von etwa 2oo bis 800 umfaßt, das durch Umsetzung eines Polyalkylenimine mit einem Molekulargewicht von wenigstens etwa 800 mit einer Fettsäure gebildet ist.
  2. 2. Gleit- oder Schmälzmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenimin aus PoIyäthylenimin besteht.
  3. 3. Gleit- oder Schmälzmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäure aus einer Mischung von aliphatischen Fettsäuren mit 1 bis etwa 18 Kohlenstoffatomen besteht.
  4. 4. Gleit- oder Schmälzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3i dadurch gekennzeichnet, daß das Molekulargewicht des Polyalkylenimine etwa 800 bis 5o 000 beträgt.
  5. 5. Gleit- oder Schmälzmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Restaminwert des teilweise amidierten Polyalkylenimine etwa 3oo bis 4oo beträgt.
  6. 6. Verfahren zur Behandlung von Fasersträngen oder Fadenbündeln, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Stränge ein Gleit- oder Schmälzmittel aufbringt, das ein teilweise amidiertes Polyalkylenimin mit einem Restaminwert von etwa 2oo bis 800, das durch Umse-tzung eines
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    Polyalkylenimine mit einem Molekulargewicht von wenigstens etwa 800 mit einer Fettsäure gebildet ist, umfaßt.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyalkylenimin aus Polyäthylenimin "besteht.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß man auf Glasfaserstränge eine wäßrige Zusammensetzung aufbringt, die etwa o,ol bis 2 Gew.$ des Fasergleit- oder -schmiermittels enthält.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Zusammensetzung eine Glasfaserschlichte enthält.
  10. 10. Fäden oder Fasern, die mit einem Gleit- oder Schmälzmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 überzogen sind.
  11. 11. Fäden oder Fasern nach Anspruch Io, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Glas, Polyolefinen, Polyamiden, Polyestern oder Polyacry!verbindungen bestehen.
  12. 12. Schlichtezusammensetzung zur Aufbringung auf Glasfasern während ihrer Herβteilung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Schlichtemittel und ein Glasfasergleit- oder -schmälzmittel enthält, das ein teilweise amidiertes Polyalkylenimin mit einem Restamlnwert von etwa 2oo bis 800, das durch Umsetzung eines Polyalkylenimine mit einem Molekulargewicht von wenigstens etwa 800 mit einer Fettsäure gebildet ist, umfaßt.
    BAD ORIGlNAU 909847/1035
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