DE2348664A1 - PROCESS FOR MELT SPINNING A FIBER-SHAPED STRUCTURE FROM A SYNTHETIC POLYAMIDE POLYMER, ANTISTATIC POLYAMIDE FIBERS AND ANTISTATIC COMPOSITIONS - Google Patents
PROCESS FOR MELT SPINNING A FIBER-SHAPED STRUCTURE FROM A SYNTHETIC POLYAMIDE POLYMER, ANTISTATIC POLYAMIDE FIBERS AND ANTISTATIC COMPOSITIONSInfo
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Description
Deutsche Patentanmeldung VjJjSÜÜi—- lage zur Eingabe P 23 48 664.8 - Al 43 " vom 26. Eovember 1973German patent application VjJjSÜÜi—- position for input P 23 48 664.8 - Al 43 "of November 26, 1973
Verfahren zum Schmelzspinnen einer faserfÖrmigen Struktur aus einem synthetischen Polyamidpolymer, antistatische. Polyamidfasern sowie antistatische Kon-oos it ionenProcess for melt spinning a fibrous Structure made of a synthetic polyamide polymer, antistatic. Polyamide fibers as well as antistatic Con-oos itions
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schmelzspinnen einer faserfÖrmigen Struktur aus einem synthetischen Polycmidpolymer sowie antistatische Polyamidfasern.The present invention relates to a process for melt spinning a fibrous structure made of a synthetic polycmide polymer and antistatic polyamide fibers.
Es wurde vorgeschlagen, daß die Verwendbarkeit synthetischer Fasern erhöht werden kann und ihre Eigenschaften, vor allen ihre antistatischen Eigenschaften, verbessert werden können, v:enn das Polymer einen Polyalkylenather mit hohen Molekulargewicht enthält. Insbesondere ist in der US-PS 3,475.898 von Magat und Sharkey die Verwendung von Poly-(äthylenpropylen)-ätherglykolen für diesen Zweck geoffenbart. In der US-PS 3,657.386 ist geoffenbartt daß bestimmte Propylenoxid-Äthylenoxid-Copolymere auf Athylendiaminbasis bei der Herstellung einer antistatischen Polyamidfaser- besonders gut verwendbar sind.It has been suggested that the utility of synthetic fibers can be increased and their properties, especially their antistatic properties, improved, v: when the polymer contains a high molecular weight polyalkylene ether. In particular, U.S. Patent No. 3,475,898 to Magat and Sharkey discloses the use of poly (ethylene propylene) ether glycols for this purpose. In U.S. Patent 3,657.386 disclosed that certain propylene oxide-ethylene oxide copolymers t on Athylendiaminbasis in the preparation of an antistatic Polyamidfaser- are particularly useful.
409815/1(HB409815/1 (HB
BAD'BATH'
Es wurden bisher Polyamidfasern, die antistatisch wirkende Polyaikyienather mit' hohem kioiekular gewicht enthalten, hergestellt, doch ergaben sich bein Schmelzspinnen ernstliche..Probier« wegen des häufigen Auftretens von "drips" bein geschmolzenen Foiyner, wenn es aus der Spinndüse herauskörnt. Der Ausdruck "drips" ist im üblichen Sinne zu verstehen und v;ird verv:endet, un Tropfen aus. geschmolzenem Polymer zu bezeichnen, weiche die normale Extrusion des Polymers und damit die Herstellung von Fäden gänzlich verhindern.So far there have been polyamide fibers that have an antistatic effect Polyaikyienather with 'high kioiekular weight contain, manufactured, but there were serious ... trials " because of the frequent occurrence of "drips" leg melted Foiyner when it grains out of the spinneret. The term "drips" is to be understood in the usual sense and v; ird verv: ends, un drops out. to denote molten polymer, soft completely prevent the normal extrusion of the polymer and thus the production of threads.
Man muß in diesem Fall die Oberfläche der Spinndüse in kurzen Intervallen während des Spinnens abwischen, um den normalen Spinnvorgang zu ermöglichen. Oft variiert der Titer (Denier, Garnzahl") des Spinnfadens je nach der Art der Tropfenform. Die häufigen.Unterbrechungen hemmen jedoch den industriellen Betrieb.In this case, it is necessary to wipe the surface of the spinneret at short intervals during spinning in order to maintain normal Enable the spinning process. Often the titer (denier, yarn count ") of the spun thread varies depending on the type of yarn Teardrop shape. The frequent interruptions, however, inhibit the industrial operation.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung einer synthetischen Polyanidfaser mit verbesserter Anfärbbsrkeit und verbesserten antistatischen Eigenschaften sowie ein verbessertes Schmelzspinnverfahren zu ihrer Herstellung.It is therefore an object of the present invention to provide a synthetic polyanide fiber with improved color strength and improved antistatic properties and an improved melt spinning process for their manufacture.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines verbesserten Schmelzspinnverfahrens zur Herstellung einer antistatischen Polyamidfaser, worin die Tropfenbildung vermieden oder wesentlich vermindert wird.Another object of the invention is to provide an improved melt spinning process for making a antistatic polyamide fiber, in which the formation of drops is avoided or substantially reduced.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ergibt sich ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer antistatischen Polyamidfaser aus einem synthetischen, linearen, faserbilcenden Polyamidpolymer, das eine kleine Menge einer antistatischenAccording to the present invention, there is an improved one Process for the production of an antistatic polyamide fiber from a synthetic, linear, fibrous end Polyamide polymer that has a small amount of an antistatic
Al 43 · - 2 - Al 43 - 2 -
4 0 9.815/10484 0 9.815 / 1048
Polyätherverbindung enthält, welche durch Umsetzen eines Amins mit wenigstens einer primären Gruppe mit wenigstens • einem Alkylenoxid mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise einer Polyätherverbindung der FormelPolyether compound contains which by reacting an amine having at least one primary group with at least • an alkylene oxide having 2 to 4 carbon atoms, preferably a polyether compound of the formula
CH3 H(OCH2CH2) (OCHCH2)CH 3 H (OCH 2 CH 2 ) (OCHCH 2 )
CH3 H(OCH2CH2) z (OCHCH2)CH 3 H (OCH 2 CH 2 ) z (OCHCH 2 )
erhalten wird. In dieser Formel bedeuten a, b, c, d,-w, x, y und ζ je eine ganze Zahl, die Summe von a, b, c und d liegt zwischen 8 und 850 und die Summe von w, χ, y und ζ liegt zwischen 8 und 1000. Bei diesem Verfahren wird das geschmolzene Polymer durch eine Öffnung in ein Abschreckmittel ex~ trudiert. Das Verfahren nach der Erfindung besteht daxin, daß manis obtained. In this formula, a, b, c, d, -w, x, y mean and ζ is an integer each, the sum of a, b, c and d is between 8 and 850 and the sum of w, χ, y and ζ is between 8 and 1000. In this process, the molten polymer is ex ~ trudes. The method according to the invention consists daxin, that he
a) die Polyätherverbindung mit wenigstens 0,01 Mol, vorzugsweise 0,1 bis 3 Mol, pro Mol Polyätherverbindung einer in der Polyätherverbindung löslichen Schwefelverbindung der Formela) the polyether compound with at least 0.01 mole, preferably 0.1 to 3 moles, per mole of one polyether compound sulfur compound of the formula which is soluble in the polyether compound
und/oder einer Verbindung der Formeland / or a compound of the formula
R-S-OZR-S-OZ
IlIl
ο -ο -
worin R Alkyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl, η eine ganze Zahl, welche der Wertigkeit des Metalls entspricht, und Z Wasserstoff, ein Ammoniumkation oder ein substituiertes Ammoniumkation bedeuten, umsetzt undwherein R is alkyl, cycloalkyl, aryl or aralkyl, η is a integer which corresponds to the valence of the metal, and Z is hydrogen, an ammonium cation or a substituted one Ammonium cation mean, converts and
Al 43Al 43
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,li-:?■:.?■::.?■% 0^1 , li - :? ■:.? ■ ::.? ■% 0 ^ 1
b) vor dem Extrudieren im Polyamidpolymer etwa 1 bisb) before extrusion in the polyamide polymer about 1 to
bezogen auf das Gewicht des Polyamidpolymers, des Umsetzungsproduktes aus der Polyätherverbindung mit der Schwefelverbindung dispergiert.based on the weight of the polyamide polymer, the reaction product dispersed from the polyether compound with the sulfur compound.
Unter einem "synthetischen, linearen, faserbildenden Polyamidpolymer" ist ein vollsynthetisches Polymer zu verstehen, welches eine überwiegende Anzahl von wiederkehrenden Einheiten besitzt, die ein Wasserstoffatom am α-Kohlenstoff in bezug auf dae Stickstoffatom der Amideinheit der Kette aufweisen. Solche Polymere können ganz allgemein als Polyamide definiert Werden, da sie die Carbonsäureamideinheit. Under a "synthetic, linear, fiber-forming polyamide polymer" is to be understood as a fully synthetic polymer, which has a predominant number of recurring Has units which have a hydrogen atom on the α-carbon with respect to the nitrogen atom of the amide unit Have chain. Such polymers can be defined quite generally as polyamides, since they contain the carboxamide unit.
=N-C-als Verbindungsglied in der Polymerkette enthalten.= N-C- contained as a link in the polymer chain.
Der Ausdruck "durch Extrudieren des geschmolzenen Polymers, durch eine Öffnung in ein Abschreckmittel" ist so zu verstehen, daß damit das herkömmliche Schmelzspinnverfahren gemeint ist, worin das geschmolzene Polymer durch eine Öffnung in ein Medium, wie eine Flüssigkeit oder ein Gas im allgemeinen ein inertes Gas -, gepreßt wird, um es abzukühlen und zu einer langgestreckten, im wesentlichen kontinuierlichen Struktur zu verfestigen.The term "by extruding the molten polymer, through an opening in a quench "is to be understood as referring to the conventional melt spinning process is meant, wherein the molten polymer through an opening in a medium, such as a liquid or a gas in the generally an inert gas - which is pressed to cool it down and into an elongated, essentially solidify continuous structure.
Die Umsetzung der Polyätherverbindung mit der Schwefelverbindung kann so erfolgen, daß man einfach die Reaktionspartner bei Temperaturen von etwa 250C oder höher, vorzugsweise bei einer Temperatur von 75 bis 1100C, vermischt.The reaction of the polyether compound with the sulfur compound can be carried out by simply mixing the reactants at temperatures of about 25 ° C. or higher, preferably at a temperature of 75 to 110 ° C.
Die vorliegende Erfindung stellt, wie schon erwähnt, eine Verbesserung gegenüber den in der US-PS 3,657.386 und anderen vorveröffentlichten Patentschriften geoffenbarten Verfahren zur Herstellung von antistatischen Polyamidfasern, die Polyätherverbindungen, wie Propylenoxid-As noted, the present invention is an improvement over that disclosed in U.S. Patents 3,657,386 and US Pat other previously published patents disclosed processes for the production of antistatic polyamide fibers, the polyether compounds, such as propylene oxide
Al 43 409815/1048Al 43 409815/1048
j\w?0;ko um j \ w? 0; ko um
Äthylenoxid-Copolymere auf Äthylendiaminbasis, enthalten, dar. Die für die vorliegende Erfindung einsetzbaren Schwefelverbindungen . sind bekannt, manche von ihnen sind billige handelsübliche Verbindungen,.Ethylene oxide copolymers based on ethylene diamine, contain, The sulfur compounds which can be used for the present invention . are known, some of them are cheap off-the-shelf connections.
Z.B. sind p-Toluolsulfonsäure, p-Toluolsulfonsäurenatriumsalz und Methansulfonsäure leicht erhältlich und ergeben, wie aus den nachstehend angeführten Beispielen ersichtlich, ausgezeichnete Resultate.For example, p-toluenesulfonic acid, p-toluenesulfonic acid sodium salt and methanesulphonic acid are readily available and, as can be seen from the examples below, excellent results.
Es wurde gefunden, daß die Viskosität der erfindungsgemäßen Polyätherverbindungen durch Umsetzen mit den Schwefelverbindungen wesentlich erhöht wird. Außerdem stellt diese hohe Viskosität eine primäre Voraussetzung für die verbesserte Dispergierbarkeit der Polyäther im geschmolzenen Polyamid zur Herstellung antistatischer Fasern dar. Die erhöhte Viskosität des .erfindungsgemäßen antistatischen Zusatzes stellt einen wesentlichen Faktor in der Verbesserung des Schmelzspinnprozesses des Polyamidpolymers dar, da die Bildung von "drips" im geschmolzenen Polymer beim Austritt aus der Spinndüse dadurch im wesentlichen ausgeschaltet wird. Die Schmelzviskosität des verbesserten, erfindungsgemäßen antistatischen Zusatzes liegt vorzugsweise bei wenigstens 3000 Centipoise bei 1000C.It has been found that the viscosity of the polyether compounds according to the invention is significantly increased by reacting with the sulfur compounds. In addition, this high viscosity is a primary prerequisite for the improved dispersibility of the polyethers in the molten polyamide for the production of antistatic fibers. The increased viscosity of the antistatic additive according to the invention is an essential factor in improving the melt spinning process of the polyamide polymer, since the formation of drips "is thereby essentially eliminated in the molten polymer as it exits the spinneret. The melt viscosity of the improved, inventive anti-static additive is preferably at least 3000 centipoise at 100 0 C.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachstehend ange-' führten Beispiele, die jedoch keineswegs einschränkend sind, näher erläutert.The present invention is based on the following examples, which are by no means restrictive, explained in more detail.
Die in dem bevorzugten, erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Propylenoxid-Äthylenoxid-Copolymere auf Äthylendiaminbasis sind in den US-PSen 2,979.528 und 3,657.386 beschrieben. Diese Verbindungen sind als "Tetronic" Serienblock-Copolymere mit Molgewichten von 1650 bis über 26.000 im Handel erhältlich. Diese Serie variiert in der Länge· der Poly-(oxyäthylen)- und der Poly-(oxypropylen)-kette. EineThe ethylene diamine-based propylene oxide-ethylene oxide copolymers used in the preferred process according to the invention are described in US Pat. Nos. 2,979,528 and 3,657,386. These compounds are called "Tetronic" series block copolymers commercially available with molecular weights from 1650 to over 26,000. This series varies in length · the Poly (oxyethylene) and the poly (oxypropylene) chain. One
Al 43 - 5 - Al 43 - 5 -
40981 5 / 1 0 A 840981 5/1 0 A 8
drei- oder vierstellige Kodezahl gibt die Molekularzusammensetzung an. In einer vierstelligen Zahl bedeuten die ersten beiden Ziffern das durchschnittliche Molekulargewicht der hydrophoben /Poly-(oxypropylenJ_7-Verzweigungen am Alkylendiamin. Bei dreistelligen Zahlen hat nur die erste Ziffer diese Bedeutung. Die letzte Ziffer jeder Kodezahl bedeutet den prozentuellen Gewichtsanteil der hydrophilen ^PoIy-(oxyäthylenJJ-Einheiten von 10 zu 10%. Die "Tetronic"-Verbindungen in den Beispielen sind auf diese Weise beschrieben.Three or four-digit code number gives the molecular composition at. In a four-digit number, the first two digits mean the average molecular weight of the hydrophobic / poly (oxypropyleneJ_7 branches on alkylenediamine. In the case of three-digit numbers, only the first digit has this meaning. The last digit of each code number means the percentage by weight of the hydrophilic poly (oxyäthylenJJ units from 10 to 10%. The "Tetronic" compounds in the examples are described in this way.
Etwa 200 g "Tetronic 1504" werden in ein 500 ml-Becherglas eingebracht und auf 8O0C erhitzt. "Tetronic 1504" ist ein Propylenoxid-Äthylehoxidblockcopolymer auf Äthylendiaminbasis mit einem Molgewicht von etwa 12.500 und einem Äthylenoxidanteil von 40%. Etwa 6,08 g p-Toluolsuofonsäure-Monohydrat werden dem "Tetronic 1504" unter Rühren innerhalb von 15 Minuten hinzugefügt. Das Reaktionsgemisch wird auf etwa 80 C gehalten und weitere 30 Minuten lang gerührt. Die Schmelzviskosität des entstandenen Reaktionsproduktes beträgt 9600 Centipoise, gemessen bei 1000C, mittels Brookfield-Viskosimeter. Das ursprüngliche "Tetronic 1504" hatte bei 1000C eine Viskosität von nur 200 Centipoise.About 200 "Tetronic 1504" g are introduced in a 500 ml beaker and heated to 8O 0 C. "Tetronic 1504" is a propylene oxide-ethylene oxide block copolymer based on ethylene diamine with a molecular weight of about 12,500 and an ethylene oxide content of 40%. About 6.08 g of p-toluenesulfonic acid monohydrate are added to the "Tetronic 1504" with stirring over the course of 15 minutes. The reaction mixture is kept at about 80 ° C. and stirred for a further 30 minutes. The melt viscosity of the resulting reaction product is 9600 centipoise, measured at 100 ° C., using a Brookfield viscometer. The original "Tetronic 1504" was at 100 0 C a viscosity of 200 cps.
Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird wiederholt, nur wird die p-Toluolsulfonsäure durch 6,21 g p-Toluolsulfonsäure-Natxiumsalz ersetzt. Das Molverhältnis des Natriumsalzes zum Polyäther beträgt etwa 2. Die Schmelzviskosität des entstandenen Reaktionsproduktes beträgt 30.000 Centipoise, gemessen bei 1000C mit einem Brookfield-Viskosimeter. Die thermogravimetrische Analyse dieses Produktes zeigt bei 285°C einen Gewichtsverlust von nur 6% innerhalb 30 Minuten.The procedure described in Example 1 is repeated, except that the p-toluenesulfonic acid is replaced by 6.21 g of p-toluenesulfonic acid sodium salt. The molar ratio of the sodium salt to the polyether is about 2. The melt viscosity of the resulting reaction product is 30,000 centipoise, measured at 100 ° C. with a Brookfield viscometer. The thermogravimetric analysis of this product shows a weight loss of only 6% within 30 minutes at 285 ° C.
Al 43. - 6 - Al 43 . - 6 -
409815/1048409815/1048
Beispiel 3: 'Example 3: '
Das nach Beispiel,2 hexgestellte Produkt wird dazu verwendet, um gemäß dem nachstehend angeführten Verfahren eine antistatische Polyamidfaser, die eine Polyätherverbindung enthält, herzustellen:The product shown in hexagon according to example 2 is used to in order to obtain an antistatic polyamide fiber containing a polyether compound according to the procedure given below, to manufacture:
In einen mit einer Wärmequelle und einem Rührwerk versehenen Glasreaktor wird ein Gemisch aus 1520 g e-Caprolactam und 80 g Aminocapronsäure eingebracht. Das Gemisch wird dann mit Stickstoff durchspült, eine Stunde lang bei Atmosphärendruck gerührt und auf 255°C erhitzt, um die Polymerisationsreaktion einzuleiten. Um die Polymerisation zu Ende zu führen, wird das Erhitzen und Rühren weitere 4 Stunden lang unter Atmosphärendruck und unter Stickstoff fortgesetzt. Während der letzten 30 Minuten der Polymerisation werden 60 g des antistatischen Mittels, das nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt worden war, dem Polycapronsaureamxd zugesetzt. Das Rühren wird fortgesetzt, um das antistatische Mittel gründlich mit dem Polymer zu vermischen. Dann wird in den Glasreaktor Stickstoff eingebracht, wobei ein geringer Überdruck aufrechterhalten wird, während das Polymer aus dem Glasreaktor in Form eines Polymerbandes (-stranges) extrudiert wird. Das Polymerband bzw. der -strang wird dann abgekühlt, in einer Wiley-Mühle pelletisiert, gewaschen und dann getrocknet. Das Polymer ist ein weißer Feststoff mit einer relativen Viskosität von etwa 55 bis 60, diese wird bei einer Konzentration von 11 g Polymer in 100 ml 90%iger Ameisensäure bei 250C (ASTMD-789-62T) bestimmt. Die Teilchengröße des in den Polymerschnitzeln verteilten antistatischen Zusatzes betrug 3 - 5 n. A mixture of 1520 g of e-caprolactam and 80 g of aminocaproic acid is introduced into a glass reactor provided with a heat source and a stirrer. The mixture is then purged with nitrogen, stirred for one hour at atmospheric pressure and heated to 255 ° C. to initiate the polymerization reaction. In order to complete the polymerization, heating and stirring are continued for a further 4 hours under atmospheric pressure and under nitrogen. During the last 30 minutes of the polymerization, 60 g of the antistatic agent, which had been prepared according to the process described in Example 2, are added to the polycaproic acid amxd. Stirring is continued to thoroughly mix the antistatic agent with the polymer. Nitrogen is then introduced into the glass reactor, a slight excess pressure being maintained while the polymer is extruded from the glass reactor in the form of a polymer tape (strand). The polymer ribbon or strand is then cooled, pelletized in a Wiley mill, washed, and then dried. The polymer is a white solid having a relative viscosity of about 55 to 60, it is determined at a concentration of 11 g polymer in 100 ml 90% formic acid at 25 0 C (ASTMD-789-62T). The particle size of the antistatic additive distributed in the polymer chips was 3-5 μm .
Die das antistatische Mittel enthaltenden Polycapronsäureamidpellets werden bei etwa 285°C geschmolzen und dann bei einem Druck von 1500 psig (105 atü) durch eine Spinndüse mit 16 Öffnungen, von denen jede einen Durchmesser vonThe polycaproic acid amide pellets containing the antistatic agent are melted at about 285 ° C and then through a spinneret at a pressure of 1500 psig (105 atmospheres) with 16 openings, each of which has a diameter of
Al 43 - 7 - Al 43 - 7 -
409815/1048409815/1048
0,014 Zoll (o,O35cm) aufwies,schmelzgesponnen,um eine Faser von 250 Denier zu erhalten. Beim Schmelzspinnen der antistatischen Polyamidfaser ergaben sich keine Probleme und es zeigten sich auch keine Anzeichen für die Bildung von "drips" in der geschmolzenen Faser beim Austritt aus der Spinndüse. Die Faser wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 Fuß (304,8 m) pro Minute gesammelt und auf das 3 72-fache ihrer extrudierten Länge gezogen bzw. gestreckt, um ein 70-Denier-Garn, welches in der Folge als Garn "A" bezeichnet wird, herzustellen. Nach dem gleichen Verfahren wurde ein Kontrollgarn ohne antistatisches Mittel hergestellt und als Garn "B" bezeichnet.0.014 in., Melt spun to a fiber of Obtain 250 denier. In melt-spinning the antistatic polyamide fiber, there was no problem and it there was also no evidence of the formation of "drips" in the molten fiber as it exited Spinneret. The fiber was collected at a rate of about 1000 feet (304.8 m) per minute and onto the 3 72 times its extruded length drawn or stretched, to make a 70 denier yarn, hereinafter referred to as yarn "A". Following the same procedure a control yarn with no antistatic agent was made and designated yarn "B".
Das 70-Denier-Polycapronsäureamidgarn mit dem antistatischen Mittel und das.ebenfalls nach Beispiel 3 hergestellte Kon-' trollgarn wurden zu herkömmlichen, einfach gewebten Stoffen verarbeitet. Die Garne enthielten einen Twist von /2 Z. Die Stoffe wurden in Testproben mit einer Breite von 3 Zoll (7,6 cm) und einer Länge von 9 Zoll (22,9 cm) zerschnitten. Die Testproben wurden nach dem in "Technical Manual of the American Association of Textile Chemists and Colorists", Ausgabe 1969, Band 45, Seiten 206 und 207, beschriebenen Verfahren auf ihre antistatischen Eigenschaften hin geprüft. Dieses Testverfahren wird als "Elektrostatisches Anhaften von Stoffen; Stoff-auf-Metall-Test" bezeichnet und trägt die Bezeichnung AATCC 115-1969.The 70 denier polycaproic acid amide yarn with the antistatic Means and that also produced according to Example 3 Kon- ' Troll yarn has been processed into conventional, simply woven fabrics. The yarns contained a / 2 Z twist. The fabrics were cut into test specimens 3 inches (7.6 cm) wide and 9 inches (22.9 cm) long. The test samples were made according to the "Technical Manual of the American Association of Textile Chemists and Colorists", 1969 edition, Volume 45, Pages 206 and 207, tested method described for their antistatic properties. This test procedure is known as the "Electrostatic Adhesion of Fabrics; Cloth-on-Metal Test" and carries the designation AATCC 115-1969.
Es wurde die Zeitspanne aufgezeichnet, innerhalb welcher sich jede Testprobe von selbst loslöste. Für jede Bestimmung wurden frische Test- und Reibgewebe verwendet, die Proben wurden dreifach in Kett- und Schußfadenrichtung mit Nylon- und Polyesterreibgeweben getestet.The period of time within which each test sample detached itself. Fresh test and rub fabrics were used for each determination, the samples were tested in triplicate in the warp and weft directions with nylon and polyester abrasive fabrics.
Die Testproben wurden wiederholt gewaschen, um die Dauerhaftigkeit der durch das antistatische Mittel bewirkten The test samples were washed repeatedly to determine the durability of that caused by the antistatic agent
Al 43 - 8 - Al 43 - 8 -
AO9« 15/1048AO9 «15/1048
antistatischen Eigenschaften zu bewerten. Die Stoffe wurden in einer handelsüblichen Waschmaschine mit herkömmlichen V/asch- und Schwemmgängen bei einer Temperatur von etwa 70 C mit einem herkömmlichen Waschmittel gewaschen. Die Stoffe wurden dann in einem handelsüblichen Trockner bei Temperaturen von etwa 800C etwa 30 Minuten lang getrocknet. Vor dem Testen wurden die Stoffproben mit einem reinen, trockenen Bügeleisen mit der entsprechenden Einstellung glattgebügelt und dann von der trockenen Seite bei 20$ iger relativer Luftfeuchtigkeit und einer Temperatur von 24°C mindestens 24 Stunden lang konditioniert (Technical Manual of the A.A.T.C.C, Seite 206, Abs. 4.3, Anmerkung 9,5).evaluate antistatic properties. The fabrics were washed in a commercially available washing machine with conventional washing and washing cycles at a temperature of about 70 ° C. with a conventional detergent. The fabrics were then dried in a commercially available dryer at temperatures of about 80 ° C. for about 30 minutes. Before testing, the fabric samples were ironed smooth with a clean, dry iron with the appropriate setting and then conditioned from the dry side at 20% relative humidity and a temperature of 24 ° C for at least 24 hours (Technical Manual of the AATCC, page 206 , Paragraph 4.3, Note 9.5).
Aus der nachstehend angeführten Tabelle I sind die Durchschnittszeiten ersichtlich, innerhalb welcher sich jeder Satz von Stoffproben von selbst nach 0 bzw. 25 Waschvorgängen völlig löste. Die antistatischen Messungen wurden bei 20 % iger relativer Luftfeuchtigkeit und bei einer Temperatur von 24°C, wie in dem AATCC-Verfahren beschrieben, vorgenommen. Table I below shows the average times within which each set of swatches completely dissolved by itself after 0 and 25 washes, respectively. The antistatic measurements were made at 20 % relative humidity and at a temperature of 24 ° C as described in the AATCC procedure.
im StoffAntistatic
in the fabric
welcher sich die Stoffproben von
selbst ganz vom Metall ablösen,
in SekundenAverage times within
which the swatches of
detach yourself completely from the metal,
in seconds
Die Textilindustrie betrachtet gegenwärtig eine Haftzeit von 300 Sekunden oder weniger als annehmbar und als Zeichen für beachtenswerte antistatische Eigenschaften, daher war das Kontrollgarn B nicht akzeptabel, während der Zusatz in die-The textile industry currently considers stick times of 300 seconds or less to be acceptable and indicative of remarkable antistatic properties, therefore the control yarn B was not acceptable, while the addition in this-
Al 43 - 9 - Al 43 - 9 -
40981 B/ 1 04 840981 B / 1 04 8
sem Beispiel dem Garn A gute antistatische Eigenschaften verlieh.This example gave yarn A good antistatic properties.
Man geht nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren vor, setzt jedoch nur 3,1 g p-Toluolsulfonsäure-Natriumsalz mit den 200 g "Tetronic 1504" um. Das entstandene antistatische Mittel hat eine Schmelzviskosität von 16.000 Centipoise bei 1000C.The procedure described in Example 2 is followed, but only 3.1 g of p-toluenesulfonic acid sodium salt are reacted with the 200 g of "Tetronic 1504". The resulting antistatic agent has a melt viscosity of 16,000 centipoise at 100 0 C.
Man geht wie in Beispiel 3 (Garn "A") beschrieben vor, verwendet jedoch 90 g des in Beispiel 5 angeführten antistatischen Zusatzes. Die durchschnittliche Teilchengröße des antistatischen Zusatzes im Polyamid beträgt etwa 4 bis 6 -u. Die Polyamidfaser wird wie in Beispiel 4 beschrieben hergestellt, der Hafttest am Stoff ergibt eine durchschnittliche Haftzeit von 78 Sekunden nach 25 IVaschvorgangen.The procedure described in Example 3 (yarn "A") is followed, but 90 g of the antistatic given in Example 5 are used Addition. The average particle size of the antistatic additive in the polyamide is about 4 to 6 -u. The polyamide fiber is produced as described in Example 4, the adhesion test on the fabric gives an average Holding time of 78 seconds after 25 I washes.
Man geht wie in Beispiel 3 (Garn "A") beschrieben vor, verwendet jedoch 90 g des antistatischen Zusatzes aus Beispiel 2. Das Polymer wird versponnen und gezogen bzw. gestreckt, es bilden sich beim Austritt des geschmolzenen Polymers aus der Spinndüse keine "drips". Der Stoff wird wie in Beispiel 4 gewebt bzw. gewirkt und getestet, der Hafttest ergibt eine durchschnittliche Haftzeit von 47 Sekunden nach 25 Waschvorgängen.Proceed as described in Example 3 (yarn "A"), but use 90 g of the antistatic additive from Example 2. The polymer is spun and drawn or stretched, it is formed when the molten polymer emerges the spinneret no "drips". The fabric is woven or knitted and tested as in Example 4, and the adhesion test results an average stick time of 47 seconds after 25 washes.
Man geht wie in Beispiel 3 (Garn "A") beschrieben vor, verwendet jedoch 90 g des antistatischen Mittels aus Beispiel Das Polymer wird versponnen und gezogen bzw. gestreckt, esProceed as described in example 3 (yarn "A"), but use 90 g of the antistatic agent from example The polymer is spun and drawn or stretched, it
Al.43 - 10 - Al . 43 - 10 -
4098 15/10484098 15/1048
bilden sich beim Austritt des geschmolzenen Polymers aus der Spinndüse keine Tropfen. Der Stoff wird wie in Beispiel 4 gewebt bzw. gewirkt und getestet, der Hafttest ergibt eine durchschnittliche Haftzeit von 43 Sekunden nach 25 Waschvorgängen. No drops form when the molten polymer exits the spinneret. The fabric is as in Example 4 woven or knitted and tested, the adhesion test shows an average adhesion time of 43 seconds after 25 washes.
Man geht wie in Beispiel 3 vor, jedoch mit Ausnahme der folgenden Änderungen: die das antistatische Mittel enthaltenden Polycapronsäureamxdpellets werden bei etwa 2850C geschmolzen und dann bei etwa 15 psig (1,05 atü) Druck durch eine Spinndüse mit 70 Öffnungen, von welchen jede einen Durchmesser von 0,018 Zoll (0,4 mm) aufwies, zu einer Faser von 4500 Denier schmelzgesponnen. Die Faser wird mit einer Geschwindigkeit von 1Ö00 Fuß (304,8 m) pro Minute gesammelt und auf etwa das Vierfache ihrer extrudierten Länge gezogen, um ein Garn von 1125 Denier zu erhalten. Wie oben beschrieben, wird ein Kontrollgarn ohne antistatischen Zusatz hergestellt. Die Garne werden mittels Dampfstrahl texturiert und dann zu zwei Bahnen gefacht. Diese Garne werden zu einem Teppich mit gleichmäßig hohen Schlingen bzw. Schlaufen mit 6,5 Maschen und einer Florhöhe von 9-10/32 ZollOne proceeds as in Example 3 above, but with the exception of the following changes: the Polycapronsäureamxdpellets the antistatic agent-containing melted at about 285 0 C and then at about 15 psig (1.05 atm) pressure through a spinneret having 70 holes, of which each 0.018 inch (0.4 mm) in diameter, melt spun into 4500 denier fiber. The fiber is collected at a rate of 100 feet (304.8 m) per minute and drawn to about four times its extruded length to yield 1125 denier yarn. As described above, a control yarn with no antistatic additive is made. The yarns are textured using a steam jet and then plied into two strips. These yarns are made into a carpet with uniformly high loops with 6.5 stitches and a pile height of 9-10 / 32 inches
verarbeitet, scheingefärbt und mit Latexrücken versehen. Die statische Aufladung des Teppichs wird getestet, indem man den elektrostatischen Spannungsanstieg an einer Person, die mit kurzen, schleifenden Schritten über ein Stück Teppich geht, mißt. Dieser Test ist eine angepaßte Form des CRI Stroll Tests (Gehtests) zum Prüfen kleinerer Teppichproben. Der Teppich wird bei 70°F (210C) bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 20% konditioniert. Die entstandene Spannung beträgt 2,9 KV, während an einem Kontrollteppich 10 KV gemessen wurden.processed, shimmered and provided with a latex backing. The static charge on the carpet is tested by measuring the increase in electrostatic voltage on a person walking across a piece of carpet in short, dragging steps. This test is an adapted form of the CRI Stroll test (walking test) for testing smaller carpet samples. The carpet is conditioned at 70 ° F (21 0 C) with a relative humidity of 20%. The resulting voltage is 2.9 KV, while 10 KV was measured on a control carpet.
Man geht wie in Beispiel 1 beschrieben vor, setzt jedoch 3,08 g Methansulfonsäure mit dem "Tetronic 1504" um. Das ent-Proceed as described in Example 1, but set 3.08 g of methanesulfonic acid with the "Tetronic 1504". The
Al 43 - Ii - Al 43 - Ii -
409815/1048409815/1048
standene antistatische Mittel weist eine Schmelzviskosität von 6400 Centipoise bei 1000C auf.avowed antistatic agent has a melt viscosity of 6400 centipoise at 100 0 C.
Man geht wie in Beispiel 3 (Garn "A") beschrieben vor, setzt jedoch 90 g des antistatischen Zusatzes aus Beispiel 10 ein. Das Polymer wird versponnen und gezogen, ohne daß sich beim Austritt des geschmolzenen Polymers aus der Spinndüse Tropfen bilden. Der Stoff wird nach Beispiel 4 gewebt und getestet, der Hafttest ergibt eine Haftzeit von 63 Sekunden nach 25 Waschvorgängen.The procedure described in Example 3 (yarn “A”) is followed, but 90 g of the antistatic additive from Example 10 are used. The polymer is spun and drawn without the molten polymer emerging from the spinneret Form drops. The fabric is woven and tested according to Example 4; the adhesion test gives an adhesion time of 63 seconds after 25 washes.
Man geht wie in Beispiel 1 beschrieben vor, ersetzt jedoch die 200 g "Tetronic 1504" durch 200 g Äthylenoxid-Propylenoxid-Blockcopolymer aus Triäthylentetramin mit einem Molekulargewicht von 34.500 und einem Athylenoxidanteil von 70%. Es werden auch nur 4,37 g p-Toluolsulfonsäure eingesetzt. Die Schmelzviskosität des entstandenen Reaktionsproduktes beträgt 2800 Centipoise, gemessen bei 1000C. Die Schmelzviskosität des ursprünglichen Copolymers betrug 1720 Centipoise bei 100°C.The procedure described in Example 1 is followed, but the 200 g of "Tetronic 1504" are replaced by 200 g of ethylene oxide-propylene oxide block copolymer made from triethylenetetramine with a molecular weight of 34,500 and an ethylene oxide content of 70%. Only 4.37 g of p-toluenesulfonic acid are also used. The melt viscosity of the resultant reaction product is 2800 centipoise as measured at 100 0 C. The melt viscosity of the initial copolymer was 1,720 centipoise at 100 ° C.
Man geht wie in Beispiel 3 (Garn "A") beschrieben vor, setzt jedoch 90 g des antistatischen Zusatzes aus Beispiel 12 ein. Das Polymer wird versponnen und gezogen, es bilden sich beim Austreten des geschmolzenen Polymers aus der Spinndüse keine Tropfen. Der Stoff wird gewebt und wie in Beispiel 4 getestet. Der Hafttest ergibt eine Haftzeit von 79 Sekunden nach 25 Waschvorgängen.The procedure described in Example 3 (yarn “A”) is followed, but 90 g of the antistatic additive from Example 12 are used. The polymer is spun and drawn, it is formed when the molten polymer exits the spinneret no drops. The fabric is woven and tested as in Example 4. The adhesion test gives an adhesion time of 79 seconds after 25 washes.
Man geht wie in Beispiel 3 (Garn "A") beschrieben vor, mitProceed as described in Example 3 (yarn "A") with
Al 43 - 12 - Al 43 - 12 -
40981 5/104840981 5/1048
der Ausnahme, daß das Polyamid aus Poly-(hexamethylen)-adipamidsalz polymerisiert wird. Es wird eine Faser hergestellt, daraus ein Stoff gewirkt und wie in Beispiel 4 beschrieben getestet. Die durchschnittliche Haftzeit beträgt 60 Sekunden nach 25 Waschvorgangen.with the exception that the polyamide is made from poly (hexamethylene) adipamide salt is polymerized. A fiber is produced and a fabric is knitted from it and as described in Example 4 tested. The average retention time is 60 seconds after 25 washes.
Zusammenfassung:Summary:
In weiteren Tests wurde festgestellt, daß das Molekulargewicht des Propylenoxid-Äthylenoxid-Copolymers auf Äthylendiaminbasis, welches zur Herstellung des erfindungsgemäßen antistatischen Zusatzes verwendet wird, vorzugsweise mehr als 1500, insbesondere zwischen 4000 und etwa 50.000, liegt und daß die Äthylenoxidanteile etwa 20 bis etwa 80% des Molekulargewichts dieser Verbindung betragen. Vorzugsweise enthält die antistatische Faser zwischen etwa 2 und etwa 8/O des neuen antistatischen Zusatzes.In further tests it was found that the molecular weight of the propylene oxide-ethylene oxide copolymer based on ethylene diamine, which is used to produce the antistatic additive according to the invention, preferably more than 1500, in particular between 4000 and about 50,000, and that the ethylene oxide contents about 20 to about 80% of the Molecular weight of this compound. Preferably the antistatic fiber contains between about 2 and about 8 / O of the new anti-static additive.
Unter "antistatischen" Fasern sind solche Fasern zu verstehen, die den Haft- und den Gehtest bestehen,1 wie sie in der US-PS 3,657.386 beschrieben sind. Unter "Faser" sind mehrfädiges und einfädiges Garn und alle bekannten Formen synthetischer Fasern zu verstehen. Unter "Äthylenoxidanteil" ist der Anteil des Restes der Formel -(CH2CH2O)-zu verstehen."Antistatic" fibers are understood to mean those fibers which pass the adhesion and walking tests, 1 as described in US Pat. No. 3,657,386. "Fiber" is to be understood as meaning multi-filament and single-filament yarn and all known forms of synthetic fibers. "Ethylene oxide content" is to be understood as meaning the content of the remainder of the formula - (CH 2 CH 2 O) -.
Es empfiehlt sich, den antistatischen Polyätherzusatz im wesentlichen gleichmäßig im Polyamid zu dispergieren.It is recommended to use the antistatic polyether additive in the to be dispersed substantially evenly in the polyamide.
Al 43 - 13 - Al 43 - 13 -
409815/1048409815/1048
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