DE2162417A1 - Verfahren zur reibungsmindernden ausruestung von naehgarnen - Google Patents
Verfahren zur reibungsmindernden ausruestung von naehgarnenInfo
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Description
Zentralbereich -her Patente, Maiken und Lizenzen
15. Dezember I97I
Verfahren zur reibungsmindernden Ausrüstung von Nähgarnen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausrüstung von
Nähgarn, insbesondere von Polyesternähgarn, mit dem Ziele, dem Nähfäden ein besseres Gleitvermögen zu verleihen.
Derartige Ausrüstungen sind an sich bekannt. Als Ausrüstungsmittel können z.B. Polyd!organosiloxanole oder ein Gemisch
dieser öle mit Polyäthylenwachsen angewendet werden. Auch Kohlenwasserstoff-Siloxan-Mischpolymerisate sind als reibungsmindernde
Mittel bekannt.
Auf die Fasern aufgebracht werden solche Avivagemittel bevorzugterweise
aus wäßriger Emulsion oder als Gemisch des Siloxans mit siliciumfreien Wachsen.
Ein unter Verwendung der bekannten reibungsmindernden Mittel erhaltenes Nähgarn zeigt zwar ein gegenüber einem unausgerüsteten
Faden verbessertes Gleitvermögen, die beim Verarbeiten des Nähgarns auftretende Reibung ist jedoch immer
noch so hoch, daß eine Verwendung derartig präparierter Garne in schnell laufenden Nähmaschinen zu häufigem Fadenbruch und
damit zu erheblichen Störungen des Nähverfahrens führt. Zurückzuführen ist das Reißen des Fadens auf eine schlechte
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Schmierwirkung der aufgebrachten herkömmlichen Gleitmittel
sowie auf die ungleichmäßige Verteilung dieser Gleitmittel auf der Fadenoberfläche.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Ausrüstung eines Nähgarns, welches dadurch gekennzeichnet
ist, daß man auf das Nähgarn eine, gegebenenfalls Polydiorganosiloxane einer Viskosität von 500 bis 20 000 cP,
vorzugsweise 1000 bis 10 000 cP bei 200C (Komponente A), enthaltende Lösung oder Emulsion eines Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Blockmischpolymerisats, das aus 8 bis 35 Gew.-Ji Polycarbonatsegmenten der allgemeinen Formel
vorzugsweise 1000 bis 10 000 cP bei 200C (Komponente A), enthaltende Lösung oder Emulsion eines Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Blockmischpolymerisats, das aus 8 bis 35 Gew.-Ji Polycarbonatsegmenten der allgemeinen Formel
-0-C-0-
wobei
R1 für ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen,
indifferent substituierten oder nicht substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen
R" für einen Substituenten, der jeweils unabhängig von den übrigen ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen
oder ein Halogenatom ist,
ρ für eine ganze Zahl von 1 bis 7 und
a für null oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht
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309825^0965
und aus 65 bis 92 Gew.-% Polydimethylsiloxansegmenten einer
mittleren Kettenlänge von I5 bis 90 Dimethylsiloxaneinheiten
besteht und dessen Einzelsegmente über Aryl-O-Si-Bindungen verknüpft sind (Komponente B), aufbringt.
Die Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Blockmischpolymerisate können - gemäß einem anderen Vorschlag - durch Umsetzung
eines ^,iJ-Dichlorpolydimethylsiloxans der Formel
Cl-
CH-z CH-X
-Si-O-Si-
CH-
CH,
-Cl
worin η eine ganze Zahl von I5 bis 90 bedeutet, mit einem
ijC&J-Dihydroxypolycarbonat der Formel (Symbole haben die
gleiche Bedeutung wie oben)
HO-
-0-C-O-0
-OH
in Gegenwart eines tertiären Amins hergestellt werden. Das Verfahren wird in der Weise durchgeführt, daß man 1 Mol des
06/J-Dihydroxypolycarbonats, gelöst in einem inerten, organischen
Lösungsmittel, mit etwa 0,5 bis 2 Mol des di,o)-Dichlorpolydimethylsiloxans
in Anwesenheit einer dem Chlorgehalt des dL,ü-Dichlorpolydimethylsiloxans stöchiometrisch
äquivalenten Menge eines tertiären Amins umsetzt, das Reaktionsgemisch
anschließend auf Temperaturen zwischen 60
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3
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309825/0965
100°C erhitzt und das Reaktionsprodukt durch Abfiltrieren des Aminsalzes und Entfernen des Lösungsmittels isoliert.
Die zu verwendenden Polycarbonate mit endständigen Hydroxylgruppen
weisen bevorzugt eine Kettenlänge von 2 bis 5 Diphenylalkan-Einheiten auf und können sich von beliebigen "Bisphenolen"
ableiten. In den hier angegebenen Formeln kann R" z.B. für einen Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-Isobutyl-,
tert. Butylrest oder für ein Chlor-, Brom- oder Jodatom stehen. R' kann für einen Alkylrest, z.B. Methyl,
Äthyl, Propyl oder Butyl, für einen Alkenylrest, z.B. Vinyl, einen Cycloalkyl-, Halogenalkylrest, z.B. Chlorbutyl, Cyclohexyl,
für einen substituierten oder unsubstituierten Arylrest, z.B. Phenyl, Chlorphenyl, XyIyI, Tolyl oder auch für
einen araliphatischen Rest wie Phenyläthyl oder Benzyl stehen. Bevorzugt wird das von 2,2-Bis-(p-hydroxyphenyl)-propan
("Bisphenol-A") abgeleitete Polycarbonat, also mit R' = CH, und a = 0, von einer Kettenlänge ρ = 2 - 4 eingesetzt.
Weitere für die Herstellung von Polycarbonat geeignete Bisphenole sind z.B. in den US-Patentschriften 3 028 365,
2 999 835, 3 148 172, 3 271 368, 2 970 137, 2 991 273,
3 271 367, 3 014 891, 2 999 846 beschrieben.
Für das erfindungsgemäße Verfahren eignen sich jedoch z.B.
auch Blockmischpolymerisate, wie sie gemäß dem Verfahren der US-Patentschrift 3 I89 662 erhalten werden.
Die gegebenenfalls der Lösung bzw. Emulsion noch zuzusetzenden Polydiorganosiloxane (Komponente A) sind nach bekannten
Methoden erhältlich. Als Polydiorganosiloxane eignen sich
Le A 13 987 - 4-
309825/0968
z.B. Polydialkylsiloxane oder auch solche Polydiorganosiloxane,
welche Dialkylsiloxygruppen neben DiaryIsiloxygruppen
in statistischer Verteilung aufweisen. Bevorzugt wird Polydimethylsiloxan eingesetzt.
Die Menge der gegebenenfalls zugesetzten Polydiorganosiloxane kann in weiten Bereichen variieren. Bevorzugt werden
zu 5 bis 50 Gewiehtsteilen Komponente B etwa 100 Gewichtsteile A zugegeben.
Die Polycarbonat-Polydiraethylsiloxan-Blockmischpolymerisate
werden erfindungsgemäß aus einer Lösung oder Emulsion auf das Garn gebracht. Wird das Blockmischpolymerisat aus
einer Lösung aufgebracht, so wird eine 3 bis 40 $-ige
(Gew.-^) Lösung hergestellt, der gegebenenfalls unterschiedliche
Mengen an Komponente A zugesetzt werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommen auf 26 bis 32 g
B 150 - 180 g A zur Anwendung, wobei soviel Lösungsmittel
eingesetzt wird, daß eine etwa l6 bis 20 fl»-ige Löteung
resultiert. Als Lösungsmittel dienen z.B. Trichloräthylen, Perchloräthylen, Methylchloroform oder Chlorbenzol.
Rüstet man das Nähgarn mit Hilfe einer Emulsion aus, so wird zunächst eine Lösung der Komponente B oder eine Lösung
von A und B in einem unpolaren Lösungsmittel, in z.B. Toluol, Xylol, Benzin oder Mischungen davon mit Trichloräthylen
oder Perchloräthylen hergestellt. Diese Lösung wird in der üblichen Weise in Wasser unter Hinzufügen eines der
gebräuchlichen Stabilisierungsmittel, wie vorzugsweise eines handelsüblichen partiell hydrolysierten Polyvinylacetats,
im folgenden kurz als Polyvinylalkohol bezeichnet und gegebenenfalls unter Hinzufügen eines äthoxylierten .
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Alkohols emulgiert. Die Mengenverhältnisse werden dazu so gewählt, daß die Emulsion 30 - 40 Üew.-£ an B bzw. A und
B enthält. Im Falle der Mischung A + B hat sich ein Mengenverhältnis von 25-30g A, von 7-1IgB, von 2 3
g Polyvinylalkohol, 21 - 24 g Lösungsmittel und von 35
- 4o g Wasser bewährt.
Ausgerüstet werden die Nähgarne nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren z.B., indem die Fäden unter Zuhilfenahme einer Mitnehmerwalze im Umspulveri'ahren mit der Emulsion oder der
Ii Lösung der Komponente B oder des Gemisches (A + B) in Berührung
gebracht und anschließend durch Erhitzen auf 80 bis 1000C getrocknet werden. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
ausgerüsteten Nähgarne, insbesondere Polyesternähgarne, weisen im Vergleich zu nach bekannten Methoden ausgerüstete
Nähgarnen den Vorteil auf, daß die Reibungskoeffizienten,
welche ein Maß für die Reibung darstellen, niedrig sind. Auch die Verteilung des Avivagemittels auf der Fadenoberfläche,
welche durch den Streubereich der Reibung gemessen wird, erweist sich als besser. Die so ausgerüsteten
Fäden können somit mit höherer Geschwindigkeit vernäht werden. Die für das Gleitverhalten des Nähfadens wesentlichen
Eigenschaften, nämlich der Reibungskoeffizient sowie die
P Streubreite der Reibung werden mit Hilfe einer F-Meters der Firma Rothschild, Zürich, bei 20°C/65?i relativer Luftfeuchtigkeit
und unter Anwendung von 10 g Vorspannung gemessen (vgl. z.B. Melliand Textilberichte 42, (196I), 374 - 379).
Die aufgetragene Menge an Avivagemittel beträgt bevorzugt 3 bis 5 Gew.-%, bezogen auf Nähgarnfäden, doch kann dieser Bereich
ohne weiteres auch unter- bzw. übersehritten werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand der folgenden
Beispiele naher erläutert werden (die Angabe "#" bezieht
sich jeweils auf Gew.-%).
Zur Herstellung einer Emulsion mischt man zunächst 68,4 g einer Lösung von 24 g eines Blockmischpolymers, welches zu
±~5,&% aus Bisphenol-A-Polycarbonatsegmenten einer mittleren
Kettenlänge von 2,7 und aus 86,2% Polydimethylsiloxansegmente einer mittleren Kettenlänge von 77 besteht, in Testbenzin
mit 56 g, eines d,CJ-BIs-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxans
von 10 000 cP Viskosität bei 200C. Zu diesem
Gemisch fügt man 12 g Perchloräthylen und emulgiert es unter Zugabe von 5*5 g Polyvinylalkohol in 49,5 g Wasser.
Die so erhaltene Emulsion wird mit j52 g Wasser verdünnt
.
Eine mit dieser Emulsion ausgerüstete Polyesterwollstapelfaser ergibt einen Reibungskoeffizienten von 0,09 und eine
Streubreite der Reibung zwischen 14 und 18 g.
Ersetzt man zum Vergleich mit herkömmlichen Emulsionen im obigen Beispiel die 24 g des Polycarbonat-Polysiloxan-Blockmischpolymeren
durch die entsprechende Menge des Polydimethylsiloxans einer Viskosität von 10 000 cP bei 200C, arbeitet
man also ohne das Blockmischpolymere B, so ergeben sich Nähgarne, die einen Reibungskoeffizienten von J>,0 und eine
Streubreite zwischen 40 und 75 aufweisen.
Dieses Beispiel soll die Abhängigkeit der Gleiteigenschaften
der Nähgarne von der Menge an B bei konstant gehaltener Ge-
Le A 13 987 - 7 -
[i U a b 2 5 / 0 9 6 5
samtmenge (A + B) in der Emulsion, welche im übrigen nach Beispiel 1 zusammengesetzt ist, aufzeigen, wobei die Werte
von Beispiel 1 der Übersicht wegen nochmals aufgeführt sind.
r. | Menge A |
g | |
1" | 80 |
2 | 72 |
3 | 68 |
4 | 60 |
5 | 56 |
Reibungs | Streubreite |
koeffizient | g |
3,0 | 40-75 |
1,7 | 20-32 |
1,2 | 16-22 |
1,1 | 1Ö-22 |
1,0 | 14-lfa |
Menge B
12
20
20
24
Emulgiert man, wie in Beispiel 1 beschrieben, eine Lösung von 15 g eines Polycarbonat-Polysiloxan-Blockraischpolymeren,
das zu 27,8 Gewichtsprozent aus Bisphenol-A-Polycarbonatsegmenten
und zu 72,7 Gewichtsprozent aus Polydimethylsiloxansegmenten einer mittleren Kettenlänge von 29 besteht,
zusammen mit 70 g Polydimethylsiloxan (10000 cP/
200C) in 35 g Toluol und 10 g Perchloräthylen mit 6,5 g
α Polyvinylalkohol in 108 g Wasser und rüstet Nähgarne mit dieser Emulsion aus, so ergeben sich folgende Werte:
Reibungskoeffizient 1,0 Streubreite der Reibung 16 - 20 g
Tauscht man in der als Nr. 3 des zweiten Beispiels aufgeführten
Emulsion das Polydimethylsiloxan der Viskosität von
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10.000 cP bei 200C gegen ein solches einer Viskosität von
1.000 cP/20°C aus und vergleicht die damit ausgerüsteten Nähgarne mit solchen, die mit einer Emulsion behandelt wurden,
die nur ein Polydimethylsiloxan einer Viskosität von
1.000 cP enthielt, so ergeben sich folgende Werte:
nge A | Menge B | Reibungs | ötrei | lorei |
g | g | koeffizient | g | |
68 | 12 | 1,4 | 16 | - 22 |
80 | 0 | 2,8 | 35 | - 45 |
Dieses Beispiel wurde mit einer"Emulsion durchgeführt, die
nur ein Polycarbonat-Polysiloxan-Blockmischpolymer, aber keinJi,IJ-Bis-(trimethylsiloxy)-polydimethylsiloxan enthielt.
Dazu emulgierte man eine Lösung von 39 g des in Beispiel 1 beschriebenen Blockmischpolymers in 25 g Toluol und 4,3 g
Perchloräthylen unter Zugabe von 2,7 g Polyvinylalkohol in 30,3 g Wasser und verdünnte anschließend diese Emulsion
mit 14 g Wasser.
Das mit dieser Emulsion ausgerüstete Nähgarn zeigte einen
Reibungskoeffizienten von 0,09 und eine Streubreite der Reibung von 12 bis 14 g.
Eine Polyesterwollfaser, die mit einer Lösung (l6,6# in Trichloräthylen)
eines ßlockmisohpolymeren, das zu 13,8# aus
Bisphenol-A-Polycarbonatsegmenten einer mittleren Kettenlänge
von 2,7 und aus 86,2% Polydimethylsiloxansegmenten einer mittleren Kettenlänge von 77 besteht, behandelt wurde,
wies einen Reibungskoeffizienten von 0,0 7 auf und zeigte
für die Reibung eine Streubreite zwischen 12 und 14 g.
Le A 13 987 - 9 -
dübbzb/0965
Rüstete man ein Polyestergarn mit einer Trichloräthylen-Lösung
aus, die neben 29 g des in Beispiel 5 genannten Blockniischpolymeren 165 g eines SiloxaHs A einer Viskosität
von 20 000 cP/20° enthält, und die Ιό,6 £-ig an A und
B war, so wurde ein Reibungskoeffizient von 0,16 und eine Streubreite zwischen I9 und 25 g gemessen.
Vergleichsversueh:
Ersetzt man in Beispiel 1 das Blockcopoiymer B gegen die entsprechende
Menge eines Paraffinwaehses und rüstet Nähgarne mit dieser Emulsion aus, so besitzt das Nähgarn einen Reibungskoeffizienten
von 2,8 und eine Streubreite von 45 - 60 g.
Ver gle i chsver such:
Rüstet man Nähgarne nicht aus Emulsion, sondern mit Hilfe eines Gemisches aus 80 Gewiehtsteilen eines Paraffinwachses
eines Schmelzpunktes von 820G und 20 Gewiehtsteilen eines
Polydimethylsilojcans einer Viskosität von 1 000 cP/20° aus,
so zeigen die Nähgarne einen Reibungskoeffizienten von 2,5 und eine Streubreite von 35 bis 50.
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303825/0965
Claims (2)
1) Verfahren zur reibungsmindernden Ausrüstung eines Nähgarns,
dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Nähgarn eine, gegebenenfalls Polydiorganosiloxane einer Viskosität
von 500 bis 20 000 cP, vorzugsweise 1 000 bis 10 000 cP bei 20°C (Komponente A) enthaltende Lösung
oder Emulsion eines Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Bloekmischpolymerisats, das aus 8 bis 35 Gew.-^ PoIycarbonatsegmenten
der allgemeinen Formel
wobei
R1 für ein Wasserstoffatom oder einen einwertigen,
indifferent substituierten oder nicht substituierten aliphatischen, cycloaliphatischen, araliphatischen
oder aromatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 12 C-Atomen,
R" für einen Substituenten, der jeweils unabhängig von den übrigen ein Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen
oder ein Halogenatom ist,
ρ für eine ganze Zahl von 1 bis 7 und
a für null oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 steht
und aus 65 bis 92 Gew.-% Polydimethylsiloxansegmenten
einer mittleren Kettenlänge von 15 bis 9° Dimethylsiloxan-
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- 11 ♦< U y b L b / 0 9 6 6
einheiten besteht Lind dessen Einzelsegmente über Aryl-O-Si-Bindungen
verknüpft sind (Komponente B), aufbringt.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch aus 5 bis 50 Gewichtsteilen des Polycarbonat-Polydimethylsiloxan-Blockmischpolymerisats
und 100 Gewichtsteilen des Polydiorganosiloxans auf das Garn
• aufgebracht wird.
• aufgebracht wird.
Le A 13 987 - 12 -
3üy825/0965 ORIGINAL INSPECTED
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2708650A1 (de) * | 1977-02-28 | 1978-08-31 | Wacker Chemie Gmbh | Verfahren zum erhoehen der gleitfaehigkeit von organischen fasern |
WO2004063456A1 (de) | 2003-01-14 | 2004-07-29 | Cht R. Beitlich Gmbh | Ph-wert unabhängiges avivieren von nähgarnen im ausziehverfahren |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |