DE2310186B2 - Verfahren zur antielektrostatischen Ausrüstung von textilem Fasergut - Google Patents

Description

Q-N(CH₂-CH₂-OH),
R

IO

verwendet werden, wobei X^c ein organisches oder anorganisches Anion oder den η-ten Teil eines «-wertigen Anions, R und Q unabhängig voneinander je eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Alkylgruppe mit I bis 6 Kohlenstoffatomen oder eine Benzylgruppe und Q außerdem den Rest

A-N(CH₂- CH₂-OHj₂
R

wobei A eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und R die oben angegebene Bedeutung hat, darstellen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R eine Hydroxyaryl- und Q eine Methyl- oder Äthylgruppe darstellt.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur anticlektrostatisch ι Ausrüstung von Textilien mit quaternären Ammoniumverbindungen, die pro Ammoniumgruppe 2 bis 4 Hydroxyäthylgruppen enthalten.

Es ist bekannt, daß viele Gebilde aus makromolekularen Stoffen bei der Verarbeitung oder dem Gebrauch zu störender elektrostatischer Aufladung neigen. Besonders häufig trifft man diese Tendenz bei Fasern aus vollsynthetischen makromolekularen Stoffen an; sie beschränkt sich aber nicht auf diese, sondern tritt auch bei Fasern aus Celluloseestern und selbst bei solchen aus Cellulose, Rcgeneratcellulose, Seide, Wolle und anderen pflanzlichen und tierischen Stoffen auf, sobald der in erster Linie von der relativen Luft-' feuchtigkeit abhängige Feuchtigkeitsgehalt dieser Fasern unter eine bestimmte Grenze absinkt. Dieser Grenzwert ist von Faserart zu Faserart verschieden.

Man hat schon eine große Zahl chemischer Verbindungen als antistatische Mittel verwendet. Bei den bekannten Mitteln dieser Art handelt es sich meistens um langkcltigc Alkyl- oder Arylalkylverbindungen des nichtionogenen anion- oder kationaktiven Typs. Von diesen werden vor allem die kationaktiven Fettalkylvcrbindungen des Stickstoffs oder Phosphors in Form ihrer tertiären oder quaternären Salze bevorzugt, da sie auf Grund ihrer Substantivität und ihres Orientierungsvermögens auf der Faseroberfläche recht gute antielektrostatische Effekte bewirken. Die Orientierung der Moleküle dieser oberflächenaktiven positiv geladenen Verbindungen ist durch den chemischen

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45

55

60

65 Aufbau bedingt, der durch einen l?ngen hydrophoben Alkylrcst mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen und eine hydrophile salzbildende Gruppe gekennzeichnet ist. An die Sielle des langketligen Alkylrestes kann auch ein cycloaliphatischer oder aromatischer Rest treten. doch sind diese Produkte offenbar aus sterischen Gründen antielektrostatisch nicht so wirksam wie die aliphatischen Verbindungen.

Nachteil dieser Verbindungen ist, daß sie sich stark kationakliv verhalte»!, d. h. sowohl mit anionakliven Tensiden als auch mit anionischen Farbstoffen unter Bildung schwer löslicher Salze reagieren und deshalb nicht gemeinsam mit diesen anwendbar sind.

In der Literatur werden Verbindungen beschrieben, die antielektrostatisch wirksam sind und trt/iz ihrer ausgeprägten positiven Ladung nicht kationaktiv reagieren. Es handelt sich um substituierte Harnstoffderivate, die für den Einsatz auf lextilem Material jedoch den Nachteil haben, daß das mit ihnen ausgerüstete Substrat beim Lagern unter ungünstigen Bedingungen einen unangenehmen Fischgeruch entwickeln kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur antielektrostatischen Ausrüstung von Textilien zu entwickeln, das hinsichtlich der antielektrostatischen Wirksamkeit mindestens ebensogut wie die bekannten Verfahren ist, aber die geschilderten Nachteile nicht aufweist.

Es wurde nun ein Verfahren zur antielektrostatischen Ausrüstung von texlilem Fasergut durch Beschichten mit Ammoniumsalzen gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Beschichtungsmittel Ammoniumsalze der Forme!

Q — N(CH₂ — CH₂ - OH)₂
R

verwendet werden, wobei X ein organisches oder anorganisches einwertiges Anion oder den /i-ten Teil eines /i-wertigen Anions dieser Art, R und Q unabhängig voneinander je eine Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 3 Kohlenstoffatomen, eine Alkylgruppe mil I bis 6 Kohlenstoffatomen, oder eine Benzylgruppe und O. außerdem den Rest

A-N(CH₂ -CH₂-OH)₂
R

wobei A eine Alkylengruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und R die oben angegebene Bedeutung hat, darstellen kann. Besonders bevorzugt werden Verbindungen der angegebenen Formel, bei denen R eine Hydroxyäthyl- und Q eine Methyl- oder Älhylgruppe darstellt.

Die Verbindungen können in an sich bekannter Weise durch Umsetzung entsprechend substituierter Diäthanolamincoder von Triäthanolamin mit alkyiicrendcn, hydroxyalkylierenden oder benzylicrcndcn Mitteln, wie Dialkylsulfaten, Alkylhaiogenidcn oder -dihalogeniden, Toluolsulfonsäurcalkyicstcrn, Benzylchlorid, oder mit Äthylen- oder Propylenoxid zusammen mit Säuren in äquimolaren Verhältnissen gewonnen werden. Die Quatcrnierungen erfolgen bei Temperaturen von 20 bis 100' C, bei einigen rcaktions-

Staubin den

meisten Füllen keiner intensiven Naßwäsche unterzogen werden. Ferner wirkt sich das Fehlen eines langen Alkylrestes und damit eines fettartigen Charakters vorteilhaft aus, indem die Reibechtheit von Dispersionsfärbungen, die mit den Stoffen der obengenannten Formel nachbehandelt sind, selbst bei tiefen Nuancen nicht nachteilig beeinflußt wird.

Die Anwendung der Verbindungen der obengenannten Formel zur antielektrostatischen Ausrüstung von Fasergut ist sehr einfach. Sie erfolgt zweckmäßig mit wäßrigen Lösungen, die auf beliebige Weise, beispielsweise durch Tauchen oder Sprühen, auf das

trügen QuaternicrunßsmiUeln sind Temperaturen bis Dekorationsstoffen, technischen Cieweben, wie S 15a <J erforderlich. Lösungsmittel können z.B. filtern, Transport- und Antricbsbiindern, die ir

air Siedekühlung milverwendct werden. '

AJs Anion X kommen praktisch beliebige organe _oder anorganische Säurereste in Betracht. Aus 5 wirtschaftlichen Giünden werden die Anionen von technisch leicht zugänglichen Säuren bevorzugt, beiielsweise _von Schwefelsäure, Salzsäure, Toluolsulfo- «Lre Methoschwefelsäurc.

Verbindungen, die weniger als zwei 2-Hydroxyäthyl- 10 „ruppen am quaternärcn Stickstoff tragen, sind nicht fliehr ausreichend anlielektrostatisch wirksam.

Die Verbindungen und ihre Herstellung sind nicht Gegenstand der Erfindung.

Die Stoffe der genannten Formel besitzen gegenüber 15 Behandlungsgul aufgebracht werden, worauf man das den für diesen Zweck bekannten quatcrnären Ammo- Gut trocknet. Es hat sich bewährt, auf das vor elektroniumverbindungen in bisher unbekanntem Ausmaß statischer Aufladung zu schützende Fasergut 0,03 bis eine antielektrostalische Wirkung auch bei niedrigen 2 Gewichtsprozent der Verbindungen der obengerelativen Luftfeuchtigkeiten Sie sind daher besonders nannten Formel aufzubringen. Man kann die antizur antielcktrostalischen Ausrüstung von textilem 20 elektrostatische Ausrüstung des Faserguies zu einem Fasergut aller Art, beispielsweise von Fasern, Fäden, beliebigen Zeitpunkt während seiner Verarbeitung Kammzügen, Kardenbändern, Garnen, Vliesen, FiI- oder nach seiner Fertigstellung oder auch während „_n Geweben und Gewirken, aus synthetischen hoch- seines Gebrauchs durchführen. Dabei ist es auch mögmoiekularcn Stoffen, wie linearen Polyestern, Poly- lieh und oft vorteilhaft, das antielektrostatische Ausamiden, Acrylnitrilpolymerisalen, Polyolefinen und 25 rüsten mit anderen üblichen Behandlungen des Faser-Polyvinylverbindungen, oder aus natürlichen hoch- gutes zu vereinen, indem man das Fasergut mit Lö-„. .«· j—.1 r>„.: ~_ ...:_/.„ii.. sungen der erfindungsgemäß anzuwendenden Verbindungen der obengenannten Formel behandelt, die außeidem 7 B. Weichmacher, Präparationsmittel, Avi-30 vagcmittel, Glättcmittcl oder Netzmittel enthalten. Als Einzelbeispiele· für solche bekannten Mittel seien genannt: quatcrnärc Fetlalkylammonium- oder -sulfoniumverbindungen. Fettsäureester, Fettsäurealkyl-

^ amide, tertiäre oder quatcrnärc Fcttsäureamidamine.

erleidet infolge der hohen Thermostabilität dieser 35 Fcttalkylsulfate, Sullonicrungsproduktc von natür-Verbindungen k"ine Vergilbung. Die erfindungsgcmäß liehen Fetten tierischer oder pflanzlicher Herkunft, eingesetzten Verbindungen wirken trotz ihrer ausge- Oxalkylierungsprodukte von Fettsäuren, sulfonsaure orägten positiven Ladung nicht kationaktiv, d. h., sie Sabc von alkylierten Aromaten, Schwefclsaureesterreagieren weder mit anionakliven oberflächenaktiven salze von Fcttalkoholen und von partiellen Fettsäure-Verbindungen noch mit anionischen Farbstoffen unter 40 estern mehrwertiger Alkohole, Salze von partiellen Bildung von Niederschlagen, so daß si«· universell an- Phosphorsäureestern. Dispersionen von Polyäthylen wendbar sind, ohne daß man die nach Verwendung ' ' .«»·_..,...._..:_.. »>.-__! 1 _:

der bekannten kationaktiven anticlektrostatisch wirksamen Verbindungen auftretenden Schwierigkeiten bei nachfolgenden Veredlungsprozessen, wie Färben. 45 wash-and-wear-Ausrüsten und Hydrophobieren, befürchten muß. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß beim Lagern der ausgerüsteten Textilien auch unter ungünstigsten

Bedingungen nicht mit dem Auftreten von Fisch- 50 werden folgendermaßen ermittelt

geruch gerechnet werden muß. 5 g f-.ndlosfädcn aus PolycaprolactamldtcxoTm/)

Darüber hinaus besitzen die erfindungsgcmäß ein- b/w Polylerephthalsäurcglykolester (dtex75f24) wer-

esetzten Verbindungen weitere applikationstcchni- den auf eine Haspel von 120cm Umfang aufgespult.

sehe Vorteile gegenüber den Fcttalkylammonium- Dieses Material behandelt man je nach Beispiel mit

salzen. Sie bilden bereits mit Wasser von Raumtem- <5 OgI. 0.5 g, I. I g/i, 2 g/i antistatischem Mittel bei pH 5

neratur völlig klare farblose Lösungen. Diese sind bis 6 im rioUenverhäiini» ϊ . 30 15 Minuten bei

selbst bei Konzentrationen von 50 bis 80 Gewichts- 45 C Anschließend wird auf fi()% Floticnaufnahme

Prozent der Verbindungen niedrigviskos, so daß sie abgeschleudert und bei 80 C getrocknet Hs resultiert

in hoher Konzentration versprühbar sind. Auf Grund wegen des Fehlens jeglicher Substantiviiüt ein Faser-

des Fehlens langer Alkylrcstc bewirken die Verbin- 60 auftrag, der dem rechnerisch ermittelten Wert ent-

I düngen keine Veränderung des GriHcharaktcrs oder spricht.

i- des Aussehens des damit behandelten Fasergutes und Der Strang wird an einer Stelle mit einem festen

"'' erhöhen nicht die Schmutzanfäliigkcil im Sinn einer Faden umschlungen, am anderen Hndc aufgeschnitten.

ι mechanischen Adhäsion von Schmutztcilchen an der Nach dem Klimatisieren zieht man ihn mehrfach bis

- Faseroberflächc. Daher eignen sich die Verbindungen 65 zum Maximum der Aufladung durch eine Mcssing-

insbesondere für die antielcktrostatischc Behandlung düse von 4,5 mm Durchmesser, hält ihr dann in einen

• yen T^tilien. die einer starken Verschmutzung durch Halbzylinder aus Messing von 80 mm Durchmesser

Staub ausgesetzt sind, z. B. von Gardinen, Teppichen, und 500 mm Länge, der mit einem elektrostatischen

molekularen Stoffen oder deren Derivaten, wie Cellulose, Regeneratedlulosc. Celluloseestern, Seide, Wolle und anderen pflanzlichen und tierischen Stoffen, ge-

Der antielektrostatische Effekt der erfindungsgeiaäß verwendeten Verbindungen bleibt auch bei Ein-Virirkung hoher Temperaturen über einen längeren Zeitraum erhalten; mit ihnen ausgerüstetes Textilgut

und anderen Vinylverbindungen, wie Mischpolymerisaten aus Butylacryiat, qualcrnarem Vinylimida/ol und Methylolacryiamid.

Beispiel 1

Die 1 abellen I und 2 geben die anticieklrostatische Wirkung der erfindungsgemali angewendeten Verbindungen auf textilem Material wieder. Die Werte

Spannungsmesser leitend verbunden ist, Abgelesen wird die Spannung in Volt, Die thermische Relining Jur Stränge erfolgt in einem Umlufttrockenschrank,

Tabelle I

Elektrostatische Aufladung von Polycaproiactam-Strängen in Volt bei 20'C und 65% relativer

Luftfeuchtigkeit

	Produkt-	Umsetzungsprodukt nus	I Mol Arnin	Strang thermisch un behandelt mil g/l wi	Substanz	0
	9 9 »ί ν* u η * bc/eichnung	I Mol		0	0.5
		Qualern ierungs-	Tris-(2-hydroxyälhyl}-	(unbe-		0
-. — -.		mittel	amin	handcli;	+ 50
Beispiele	Λ	Dimethylsulfat	desgl.	+ 1300	+ 100
gemdß			desgl.		+200
Edindung	B	Mcthylchlorid	desgl.	+ 1300
	C	2-Chlorüthanol	desgl.	+ 1300	+ 50
	D	Benzylchlorid		+ 1300
	K	p-TolucIsulfon-	desgl.	+ 1300	+ 50
		säuremsthyles'er
	F	0,5 Mol 1,4-Di-	N-Methyl-bis-	f 1300
		chlorbutan	(2-hydroxyäthyl)-		+ 50
	G	Dimelhylsulfat	amm	+ 1300	+ 200
			desgl.
			N-in-ButylJ-bis-
	H	Methylchlorid	(2-hydroxyäthyl)-	+ 1300	+ 200
	K	Dimethylsulfat	amin	+ 1300	+ 1100
			desgl.
			N-Dimethyl-
	L	Methylchlorid	(2-hydroxyäthyl)-	+ 1300	+ 1200
Vergleichs-	I	Dimethylsulfat	amin	+ 1300	+ 1300
(beispiele			desgl.
			desgl.		+ 1200
	II	Methylchlorid		+ 1300
	III	vToluoIsulfon-	N-Diäthyl-	+ 1300
		säuremethylester	(2-hydroxyäthyl)-		+ 1000
	IV	Dimethylsulfat	amin	+ 1300	+ 1300
			desgl.
			N-Di-n-butyl-
	V	Wethylchlorid	(2-hydroxyälhyl)-	+ 1300	+ 1300
	VI	Dimelhylsulfat	amin	+ 1300
			Tris-(2-hydroxyiso-		+ 1300
			propyl)-amin		+ 1400
	VII	Dimethylsulfat	desgl.	-H 300
			desgl.
	.VIII	Methylchlorid		+ 1300
	IX	J-Toluolsulfon-	+ 1300
		säuremethylester

1.0

0
0
0
0

0
0

0
0

0
+ 1000

+ 1000
+ 1100

+ 1100

+ πω

+ 1000

+ 1100

+ 1300
+ 1100

Strang 5 Minuten bei 180⁰C"

gelagert, beliandell mil g'l wirksamer

Substanz

(I (unbc - handelt;	1.0	0
+ 1000	+ 50 0 + 100 + 100
+ 10(JO + 1000 + 1000 + 1000	+ 50
+ 1000	0
+ 1000	+ KX) + 100
+ 1000 + 1000	+ 200 + 1100
+ 1000 + 1000	+ 1100 + 1000
+ 1000 + 1000	+ 900
+ 1000	+ 1100 + 1100
+ 1000 + 1000	+ 1000
+ 1000	J-900 + 1100
+ 1000 + 1000

Tabelle 2
Elektrostatische Aufladung von PES-Strängen in Voll bei 20⁰C und 65% relativer Luftfeuchtigkeit

rroaukt- bezeichr.ung

UmselZHngsprodukt aus

I Mol Amin

Strang t

hermisch unbelastet.

Substanz

0

1,0

0

Strang 5

Minuten bei 2000C

Substanz

0

2,0

0

IMol

behandelt mit g/l wirksamer

0,5

gelagert, behandelt mit g/I wirksamer

1,0

Quatetiiierungs-

Tris-(2-hydroxyäthyl)-

0

0

0

0

0

0

A

mittci

amin

(unbe-

+ 50

0

(iinbe-

-50

0

Dimethylsulfat

desgl.

handelt)

handdtl

Ueispjele

B

desgl.

+ 300

0

0

-!000

0

0

gemäß

E

Methylchlorid

Erfindung

p-ToluolsuIfon-

N-Methyl-bis-

+ 300

-JfJOO

G

säuremcJhylester

(2-hydroxyäthyl)-

+ 300

+ 50

0

~T0OO

-100

0

Dimethylsulfat

amin

N-(n-Buiyl)-bis-

+ 300

-1000

K

(2-hydroxyälhyl)-

Dimethylsulfat

amin

+300

-JOf)O

Fortsetzung

	Produkt-	Umsetzüngsprodukl aus	1 Mol Amin	Strang thermisch unbelastet,	Substanz	1,0	Strang 5	•Minuten bei 200 C	Substanz	2,0
	bezcichnung			behandelt mit g/l wirksamer			gelagert, behandelt mit g/l wirksamer
		I Mol	N-Dimethyl-		0,5	+ 100		1,0	-600
		(Juaternierungs-	(2-hydroxyälhyl)-	0			0
	I	mittcl	amin	(unbe-	+200		(unbe-	-500
		Dimethylsulfat	desgl.	handelt)		+ 200	handelt)		-200
Vergleichs			Tris-(2-hydroxyisö- nfonvIV-smin	+ 300		+ 200	-1000		-600
beispiele	H		^Jl %J yJ j I J^ClM ti MIß desgl.		+200	+ 300		-800	+300
	VIl	Methylchlorid	desgl.		+ 200	+200		-700	-800
	VIJl	Dimethylsulfat		+300	+300		-1000	-800
	IX	Methylchiorid	+ 300	+ 350	-1000	-1000
		p-Toluolsulfon-	+ 300		-1000
		säuremethylester	+ 300		-1000

Beispiel 2

Ein Polyamid-6-Gewirke wird in langer Flotte (Flottenverhältnis 1:30) auf einer Haspelkufe mit einer 0,05%igcn Lösung des N-Methyl-tri-(2-hydroxyäthyl)-ammoniumchlonds bei pH 6 und einer Temperatur von ungefähr 40° C während 10 Minuten be-

handelt. Nach dem Abschleudern auf ungefähr 30% - Restfeuchte und Trocknen wird bei 180 bis 200° C theTnonxiert. Ein derartig behandeltes Polyamidmaterial zeigt während der nachfolgenden Arbeitsprozesse, wie Legen und Konfektionieren, sowie während des Gebrauchs keine elektrostatische Aufladung.

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Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur antielektrostatischen Ausrüstung von textüem Fasergut durch Beschichten mit Ammoniumsalzen, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmittel Ammoniumsalze der Formel