DE2707150A1

DE2707150A1 - Verfahren zum weben von textilfasern

Info

Publication number: DE2707150A1
Application number: DE19772707150
Authority: DE
Inventors: Kenneth Eric Johnsen
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1976-02-18
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1977-09-01
Also published as: US4015317A; IT1074502B; FR2341690A1; JPS6346190B2; CA1079006A; JPS52103587A; GB1543896A; FR2341690B1; DE2707150C2

Description

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Patentanwälte Dipl.-Ing. H. Weickmann, Dipl-Phys. Dr. K. Fincke HWEMY Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

Case 17,926-F ⁸ München «6, den

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

THE DOW CHEMICAL COMPANY, Midland, Michigan / V.St.A. 2030 Abbott Road

Verfahren zum Weben von Textilfasern

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schlichten von Textilfasern, die beim Weben mit Wasserstrahl-Webmaschinen bzw. Düsenwebmaschinen verwendet werden. Sie betrifft insbesondere die Verwendung der Ammoniumsalze bestimmter Carbonsäure-Copolymerer als Kettenschlichten für solche Textilfasern.

Eine Kettenschlichte ist eine Chemikalie, die an das die Kette ergebende Garn angewendet wird, um das Garn während der folgenden Handhabung und des Webens zu schützen. Bei diesen Vorgängen werden die Garne, die in Kettenrichtung verlaufen, beachtlichem Abrieb von den Leitoberflächen der Splitstäbe bzw. Spaltstäbe, Fadenreitern, Litzen, Blättern, Schiffchen und benachbarter Garne unterworfen. Bei einem Stapelfasergarn wie Baumwolle überzieht die Schlichte das Garn, schützt es gegenüber dem Abrieb und bedeckt solche Kettenfehler wie Knoten, überkreuzte Enden, Wulste , schwache Stellen, die bei normaler Variation der Textilproduktion auf-

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treten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schlichte an den vorstehenden Fasern herunterläuft und für die Fasern einen abriebsbeständigen Überzug bildet. Bei Filamentgarn überzieht die Schlichte das Garn und bindet die Filamente unter Bildung eines im wesentlichen Monofilamentgarns zusammen, und dadurch wird ein Reiben zwischen den Filamenten und zwischen dem Garn und den Leitoberflächen vermieden.

Schlichten wie Maisstärke, Gelatine, Carboxymethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure und Styrol/Maleinsäureanhydrid-Copolymer und Alkalimetallsalze von Äthylen/ Acrylsäure-Copolymeren werden normalerweise als Kettenschlichten beim Weben auf bekannten Webmaschinen mit Weberschiffchen wie auch bei den moderneren Weberschiffchen-freien Rapier- und Geschoßwebmaschinen verwendet. Bedingt durch die Empfindlichkeit der bekannten Schlichten gegenüber Feuchtigkeit muß der Weber jedoch die Webraumfeuchtigkeit genau kontrollieren und für die verwendete Schlichte optimale Werte einstellen. Diese Wassererapfindlichkeit der bekannten Schlichten bewirkt, daß diese Schlichten als Schlichten für Ketten, die auf modernen V/asserstrahlwebmaschinen gewebt werden, vollständig ungeeignet sind.

Wenn in der vorliegenden Anmeldung von "Wasserstrahlwebmaschinen" gesprochen wird, sollen darunter auch Düsenwebmaschinen verstanden werden.

Bei den Wasserstrahlwebmaschinen wird ein Wasserstrahl mit hohem Druck zum Beförderung des Schußgarns durch das Webmaschinenfach verwendet, wobei der Schuß gebildet wird. Während dieser Verfahrensstufe wird das Kettengarn mit Wasser gesättigt. Wenn das Kettengarn mit bekannten, wasserempfindlichen Schlichten geschlichtet wurde, quillt die Schlichte

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durch das Wasser und wird gummiartig und verursacht eine Garnan-Garn-Verwirrung und eine Schlichteansammlung an den Litzenaugen und dem Blatt. Bei diesen Bedingungen brechen gesponnene Kettengarne und Filamentgarne verwirren , was beides erforderlich macht, die Webmaschine abzustellen. Wegen der Schwierigkeiten, die bei der Verwendung bekannter Schlichten auf Wasserstrahlwebmaschinen auftreten, müssen die Weber, die Wasserstrahlwebmaschine verwenden, entweder ein relativ stark verdrehtes, nichtgeschlichtetes Filamentgarn oder ein wenig verdrehtes Filamentgarn, das mit einer wasserunempfindlichen Masse geschlichtet ist, verwenden. Die Verwendung von stark verdrehtem Garn ist nur bei der Herstellung von wenigen Arten von Tuch geeignet, und dadurch wird die Vielseitigkeit von Wasserstrahlwebmaschinen begrenzt. Die wasserunerapfendlichen Schlichten, die derzeit zur Herstellung von flächenhaften Materialien verwendet werden, die unter Verwendung von wenig verdrehten Filamentgamen hergestellt werden, sind nicht vollständig wasserunempfindlich und haften nicht gut an dem Garn.

Beim Weben von Textilfasern Mit Wasserstrahlwebmaschinen treten somit große Schwierigkeiten auf, und es besteht ein Bedarf nach einem verbesserten Verfahren zum Schlichten von Textilfasern, die beim Weben auf Wasserstrahlwebmaschinen verwendet werden können und die anschließend als gewebtes Material entschlichtet werden können.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Verfahren zum Schlichten von Textilfasern, die beim Weben auf Wasserstrahlwebmaschinen verwendet werden. Erfindungsgemäß werden wasserdispergierbare Copolymere eines aliphatischen a-Olefins und einer α,β-äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, die Ammoniak gebunden enthält, als Schlichte für Textilfasern verwendet.

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Überraschenderweise zeigt die Copolymer-Schlichte, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet wird, eine wahre Hydrophobizität nach dem Trocknen und eine gute Adhäsion an natürlichen und synthetischen Fasern. Das Copolymer kann trotzdem leicht von den Textilfasern nach bekannten Textureinigungs- und Entschlichtungsverfahren entfernt werden. Es wurde gefunden, daß das Garn, das mit dem Copolymeren geschlichtet ist, als Folge davon, daß das Copolymer die zuvor beschriebenen Eigenschaften besitzt, in Wasser während längerer Zeiten stehengelassen werden kann, ohne daß es Wasser absorbiert oder sonst die gewünschten Eigenschaften einer geschlichteten Textilfaser verliert.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Schlichten von Textilfasern, bei dem das Copolymer auf die gewünschte Textilfaser aufgebracht wird und bis zum wasserunempfindlichen Zustand getrocknet wird. Die geschlichteten Textilfaser wird dann zu einem flächenhaften Textilmaterial auf einer Wasserstrahlwebmaschine gewebt. Gegebenenfalls kann das geschlichtete, flächenhafte Textilmaterial dann entschlichtet werden, indem man das flächenhafte Textilmaterial unter kontrollierten Bedingungen mit einer wäßrigen Base behandelt.

Die vorliegende Erfindung findet besonders bei der Herstellung gewebter, flächenhafter Materialien aus synthetischen Fasern, z.B. Polyamiden, Polyestern und Polyacrylfasern; natürlichen Fasern, z.B. Baumwolle, Wolle und ihren Gemischen; Fasern aus cellulosehaltigen Derivaten, z.B. Acetaten, Triacetaten und Reyon; und Gemischen aus zwei oder mehreren der zuvor beschriebenen Fasern Verwendung.

Im allgemeinen wird die in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Copolymer-Schlichte zum Schlichten longitudinaler oder Ketten-Garne verwendet, da die traversal en Garne

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(Schuß oder Schußgarne) normalerweise nicht geschlichtet werden, da sie keiner oder nur einer geringen Abriebswirkung von der V/ebmaschine ausgesetzt sind. Es können jedoch gegebenenfalls sowohl die Schuß- als auch die Kettengarne unter Verwendung der Copolymer-Schlichte behandelt v/erden.

Man kann sowohl natürliche Fasern wie Baumwolle, Wolle, Leinen und Seidenfasern wie auch Fasern aus synthetischen Materialien wie Polyamiden, z.B. Nylon, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Acrylnitril/Vinylchlorid-Copolymere, Polyestern wie Polyathylenterephthalat, cellulosehaltige Fasern wie Acetate, Triacetate und Reyon und ähnliche Fasern unter Verwendung der in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen Copolymer-Schlichte schlichten. Die Copolymer-Schlichte ist sowohl für Filament- als auch für Stapelgarne geeignet.

Die Copolymer-Schlichte, die normalerweise bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Copolymer aus einem aliphatischen oc-Olefin und einer Ammoniak gebunden enthaltenden, ct,ß-äthylenisch ungesättigten Carbonsäure, d.h. einer α,β-äthylenisch ungesättigten Carbonsäure in Ammoniumsalzform. Der Ausdruck "aliphatisches oc-Olefin" bedeutet irgendeinen aliphatischen olefinischen Kohlenwasserstoff, der eine endständige Doppelbindung enthält, die bei normalen Additionspolymerisationsbedingungen unter Bildung eines wasserunlöslichen Homopolymeren mit einem polyäthylenischen Grundgerüst polymerisieren kann. Der Ausdruck "α,β-äthylenisch ungesättigte Carbonsäure" bedeutet eine Säure, die durch die äthylenisch ungesättigte Gruppe mit dem hydrophoben Monomeren copolymerisieren kann. Im allgemeinen sind solche Copolymeren wasserdispergierbare, semi-feste oder feste Materialien. Solche Copolymeren besitzen Molekulargewichte, die Schmelzflußviskositäten im Bereich von 0,5 bis 1000 dg/min ergeben, bestimmt nach dem ASTM

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D-1238-65T(D)-Verfahren . Bevorzugt besitzt das Copolymer eine Schmelzflußviskosität im Bereich von 100 bis 400 dg/min, bestimmt nach dem ASTM D-1238-65T(D)-Verfahren. Bevorzugte Copolymere sind ebenfalls bei den bei den Schlichteverfahren verwendeten Temperaturen filmbildend. Der Ausdruck "inhärent wasserdispergierbar" bedeutet ein Material, das in Form einer stabilen, wäßrigen, kolloidalen Dispersion in Abwesenheit eines oberflächenaktiven Mittels vorliegen kann. Diese charakteristische inhärente V/asserdispergierbarkeit bewirkt, daß das Copolymer aus der Textilfaser entfernt wird, wenn die Faser nach einem an sich bekannten Entschlichtungsverfahren behandelt wird, wie Durchleiten der geschlichteten Fasern durch verdünntes, wäßriges Natriumhydroxid. Zusätzlich bilden die Copolymeren in Form ihrer wäßrigen Dispersionen bei Umgebungstemperaturen Filme, wobei die Filme unter Bildung zäher, klebender, wasserunempfindlicher Überzüge trocknen. Der Ausdruck "zäher, klebender, wasserunempfindlicher Überzug" bedeutet einen Überzug aus dem Copolymer, das, wenn es auf ein Substrat aufgebracht und von der Ammoniumsalzform in die Säureform überführt wird, intakt bleibt und an dem Substrat haftet, während er Abriebsbedingungen unterworfen wird, die für das Weben auf einer Wasserstrahlwebmaschine charakteristisch sind.

Bevorzugt ist die Copolymerschlichte normalerweise ein festes, wasserunlösliches, thermoplastisches Copolymer in Form einer fluiden, wäßrigen Kolloiddispersion. In all ihren Makromolekülen sollten Ammoniak enthaltende Säuregruppen des Polymeren vorhanden sein, so daß jedes Makromolekül eine minimale Konzentration an aktiven Salzgruppen enthält, die ausreicht, daß das Copolymer inhärent in Wasser dispergierbar ist, wie es zuvor definiert wurde. Die maximale Konzentration an gebundenes Ammoniak enthaltenden Säuregruppen, die in den Makromolekülen auftreten kann, wird durch die Forderung festge-

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setzt, daß, wenn das Polymer in die Säureform überführt wird, was beim Trocknen der geschlichteten Textilfasern der Fall ist, es im wesentlichen wasserunempfindlich ist. Allgemein enthalten solche Copolymeren 10 bis 45 Gew.# eines gebundenen Ammoniak enthaltenden Säure-Comonomers; Bevorzugte Copolymere enthalten 12 \ bis 30 Gew.% eines gebundenen Ammoniak enthaltenden Säure-Comonomers, wobei besonders bevorzugte Copolymere 15 bis 20 Gev.% enthalten.

Beispiele von bevorzugten Copolymeren sind die Random-Copolymerprodukte der Copolymerisation von Gemischen aus einer oder mehreren äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen einschließlich der Anhydride und Alkylhalbester- äthylenisch ungesättigter Säuren, wie z.B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure und -anhydrid, Itaconsäure, Fumarsäure, Crotonsäure und Citraconsäure und -anhydrid, Methylhydrogenmaleat, Äthylhydrogenmaleat, und einem oder mehreren α,ß-äthylenisch ungesättigten aliphatischen Kohlenwassermonomeren, wie aliphatische ct-01 efinmonomere, z.B. Äthylen, Propylen, Buten-1 und Isobuten. Zusätzlich können andere <x,ßäthylenisch ungesättigte hydrophobe Monomere zusammen mit den zuvor erwähnten aliphatischen cc-Olefin- und und Säure-Comonomeren copolymerisiert werden. Beispiele solcher geeigneten Monomeren, die nicht vollständig Kohlenwasserstoffe sein müssen, umfassen konjugierte Diene, z.B. Butadien-und Isopren-monovinyliden, aromatische carbocyclische Monomere, z.B. Styrol, a-Methylstyrol, ar-Methylstyrol- und ar-(t-Butyl)-styrol-alkylester von α,ß-äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z.B. Äthylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylmethacrylat, Methylacrylat oder Isobutylacrylat; ungesättigte Ester von nichtpolymerisierbaren Säuren, wie z.B. Vinylacetat, Vinylpropionat und Vinylbenzoat; Vinylhalogenide, wie z.B. Vinyl- und Vinylidenchloride; Vinylather; und α,ß-äthylenisch ungesättigte Nitrile, wie z.B. Acrylnitril, Methacrylnitril

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und Fumaronitril. Die geeigneten hydrophoben Termonomeren können mit dem aliphatischen a-Olefin und dem Säurecomonomeren in solchen Verhältnissen copolymer!siert werden, das ein wasserunlösliches Copolymer erhalten wird, bevorzugt in Verhältnissen unter 20 Gew.96, bezogen auf das Copolymer. Besonders bevorzugte Copolymere umfassen Copolymere mit 80 bis 85 Gew.% Äthylen und 15 bis 20 Gew.% einer oder mehrerer, gebundenes Ammoniak enthaltenden, äthylenisch ungesättigten Säuren, am meisten bevorzugt Acrylsäure und/oder Methacrylsäure. Gegebenenfalls können in bevorzugten Polymeren 5 bis 15 Gew.% eines Alkylacrylats wie Äthylacrylat, n-Butylacrylat oder Isobutylacrylat vorhanden sein.

Alternativ können die geeigneten Copolymeren aus vorgebildeten, nichtsauren Polymeren durch nachfolgend durchgeführte chemische Umsetzungen hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Carbonsäuregruppe eingeführt werden, indem man ein Monomer wie Acrylsäure oder Maleinsäure auf ein Polymersubstrat wie Polyäthylen aufpfropft. Weiterhin können Copolymere, die Carbonsäureanhydrid-, Ester-, Amid-, Acylhalogenid- und Nitrilgruppen enthalten, zu Carbonsäuregruppen hydrolysiert werden, die dann unter Bildung der Ammoniak enthaltenden, sauren Carbonsäure neutralisiert werden können.

Bevorzugt werden Copolymere mit niedrigem Molekulargewicht nach an sich bekannten Verfahren unter Verwendung eines Telogens wie Propylen in dem Reaktionsgemisch hergestellt. In den Fällen, bei denen das Säurecopolymer in Massenform erhalten wird, kann das Copolymer in an sich bekannter Weise in eine wäßrige Kolloiddispersion überführt werden.

Das neue Verfahren zum Schlichten und Entschlichten von Textilfasern, das zuvor kurz erwähnt wurde, umfaßt die folgenden Stufen: (1) Behandlung der Textilfasern mit einer

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ή
wäßrigen Schlichtedispersion des oben beschriebenen, inhärent wasserdispergierbaren, gebundenes' Ammoniak enthaltenden Copolymeren mit einer Konzentration, die ausreicht, eine für das Schlichten erforderliche Menge an Copolymer auf den Fasern abzuscheiden; (2) V/eben der Textilfasern auf einer Wasserstrahlwebmaschine bzw. Düsenwebmaschine (water jet loom) zu einem Flächengebilde; und (3) Entschlichten der Textilfasern in dem Flächengebilde durch Behandlung des Flächengebildes mit heißer, wäßriger Base, bevorzugt mit wäßrigem Alkali.

Der Ausdruck "Menge zum Schlichten" bzw. "schlichtende Menge", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bedeutet, bezogen auf das Gewicht des Garns, eine Gewichtskonzentration an trockener Schlichte, die ausreicht, das Garn wirksam zu schlichten. Der Textilfachmann kann leicht die für ein zu schlichtendes spezifisches Textilgarn erforderliche Menge bestimmen. Bei den meisten Kettengarnen variiert beim Schlichten die Menge zum Schlichten normalerweise von 1 bis 20 Gew.%, bevorzugt 2 bis 8 Gew.?S, Copolymer, bezogen auf das Garngewicht. Solange die Menge an Copolymerschlichte, die zum Schlichten verwendet wird, abgeschieden wird, ist die Konzentration des Copolymeren in der wäßrigen Dispersion nicht kritisch, und die bevorzugte Konzentration für jedes zu behandelnde Textilmaterial kann leicht festgestellt werden. Im allgemeinen gilt jedoch die Regel bei den meisten Schlichteanwendungen, daß die wäßrige Kolloiddispersion des Copolymeren, die als Schlichtebad verwendet wird, einen Polymerfeststoff gehalt von 2 bis 40 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, und ausreichend Ammoniak zum Stabilisieren enthält, so daß die Dispersionen einen pH-Wert von mindestens 6, bevorzugt 8,5 bis 11, besitzt. Dispersionen mit hohen Feststoffgehalten, z.B. über 25 Gew.%, werden geeigne-

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terweise aus Dispersionen mit niedrigeren Feststoffgehalten in an sich bekannter Weise hergestellt.

Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Copolymerschlichtemitteln können andere Zusatzstoffe, die üblicherweise bei der Behandlung von Fasern vor dem Weben verwendet werden, gegebenenfalls miteingesetzt werden, solange sie die Wasserempfindlichkeit des Copolymerschlichtemittels nicht wesentlich erhöhen oder dessen Wirkung verschlechtern. Von besonderem Interesse sind solche Zusatzstoffe, durch die die Adhäsion des Copolymerscäiichtemittels gegenüber bestimmten Textilfasern verbessert wird. Beispielsweise verbessern Melamin-Formaldehydharze, die einen Alkylierungsgrad unter 90 Mol-96, bevorzugt unter 75 Mol-%, besitzen, die Adhäsion des Copolymeren gegenüber den Polyesterfasern wesentlich. Werden Adhäsionsverbesserer bzw. -aktivatoren verwendet, so werden sie allgemeinen in Mengen im Bereich von 2 bis 20 Gew.%, bevorzugt 2,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf das Gev/icht des gebundenes Ammoniak enthaltenden Copolymeren, zugegeben.

Mit Ausnahme der obigen Ausführungen wird die Schlichtestufe im allgemeinen in an sich bekannter V/eise durchgeführt. Beispielsweise ist ein Trocknen des geschlichteten Garns bei Temperaturen im Bereich von 121 bis 204⁰C im allgemeinen ausreichend, um geschlichtete Garne mit dem gewünschten Grad an Wasserbeständigkeit herzustellen. Bevorzugt werden die geschlichteten Textilfasern bei einer Temperatur von 100 bis 20O⁰C während einer Zeit von etwa 1 bis 10 Minuten getrocknet.

Bei der vorliegenden Erfindung ist es besonders bevorzugt, daß die Webstufe auf einer Wasserstrahlwebmaschine durchgeführt wird. Das Weben auf einem Wasserstrahlwebstuhl wird im allgemeinen als ein Weben beschrieben, bei dem das

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Flächengebilde-Bildungsverfahren so durchgeführt wird, daß das Kettengarn längs der Breite des Flächengebildes mit einem Hochdruckwasserstrahl vorangetrieben wird (statt mit einem Schiffchen, Greifer oder einer starren oder flexiblen Ketteneinsatzeinrichtung, wie beim üblichen Weben). Sonst ist das Webverfahren genauso wie das übliche Webverfahren.

Gegebenenfalls kann die Copolymerschlichte leicht aus dem gewebten Flächengebilde entfernt werden, indem man das Flächengebilde bekannten Digerierverfahrensbedingungen unterwirft. Bei einer besonders bevorzugten Entschlichtungsstufe wird das Flächengebilde in eine 0,05 bis 0,25 molare wäßrige Lösung von Natriumhydroxid 15 bis 60 Minuten bei 79 bis 100⁰C eingetaucht.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Sofern nicht anders angegeben, sind alle Teile und Prozentgehalte durch das Gewicht ausgedrückt.

Beispiel 1

Ein 1000 g-Teil aus einem Äthylen/Acrylsäure (85%/i59O-Copolymer mit einer Schmelzflußviskosität von 300 dg/min, bestimmt nach dem ASTM D-1238-65T-Verfahren, Bedingung (D), wird in einen Kessel gegeben, indem sich 287 g 28%iges Ammoniumhydroxid und 3^70 g Wasser befinden. Die zuvor beschriebenen Bestandteile werden bei 95°C gut gerührt, bis sich das Copolymer unter Bildung einer homogenen, trüben Aufschlämmung mit einem pH-Wert von 10,5, einem Feststoffgehalt von 21% und einer Brookfield RVT-Viskosität von 50 cP bei 50 U/min und 20⁰C unter Verwendung einer Nr. 2-Spindel löst. Die wäßrige Dispersion wird auf Zimmertemperatur gekühlt und mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 10,5% verdünnt. Diese Dispersion wird dann als Schlichtelösung verwendet, indem man

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sie in eine Schlichtekammer einer Calloway Laboratory Slasher gibt. Ein Kettenschot von 50/1 Polyester/Baumwolle-(65%/35%)-Garn wird dann unter Verwendung der folgenden Bedingungen geschlichtet:

Quetschdruck ι 9,06 kg/1,54 cm (20 lbs/linear inch) Kettendichte: 60 Enden/2,54 cm
Aufnahme der nassen Schlichte: 80%

Trommeltrockenschlichtmaschinengeschwindigkeit: 36,6 m/min

(40 yds./min)

Trockenkammertemperatur: (1) 135°C; (2) 135 C; (3) 121

(4) 121°C.

Eine 1,8 m (2 yds.)-Probe des geschlichteten Garns wird 1/2 h bei 100⁰C getrocknet, gewogen und in einer Miniaturwaschmaschine in einer 2%igen wäßrigen Lösung aus Natriumhydroxid, die 0,5% Octophenoxypolyäthoxyäthanol enthält, bei 79° C entschlichtet. Das das Garn enthaltende Entschlichtungsbad wird 15 min bei 100 U/min gerührt. Das Garn wird entfernt, zweimal mit klarem V/asser gespült und bis zur Gewichtskonstanz bei 100⁰C getrocknet. Unter Verwendung der. folgenden Gleichung stellt man fest, daß die Schlichteaufnahme 8,5% beträgt:

Gewicht d.geschlichteten Garns - Gewicht

d.entschlichteten Garns __0/

Gewicht d.entschlichteten Garns ^{x 1ÜÜ} aufnahme

Ein Vergleich des entschlichteten Garns mit dem gewaschenen, niemals geschlichteten Garn zeigt, daß die gesamte Schlichte entfernt wurde.

Eine weitere Probe des geschlichteten Garns wird dann auf einem Verwirrungstestgerät untersucht (eine Vorrichtung, mit der die Webstuhlfachbewegung simuliert wird).

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40 Garnenden werden in zwei vorgespannte Litzen mit einem Webkamm von 90 gezogen und mit 2 Kettfäden/Rohröffnung am Blatt befestigt. Durch einen mit einem Motor betriebenen exzentrischen Kamm kann der Harnisch so eingestellt werden, daß er mit einer Rate äquivalent zu 180 Schußfäden/min bewegt wird bzw. geschüttelt wird. Die Fachöffnung beträgt 11,4 cm (4,5 in.), und es sind keine Vorkehrungen getroffen, daß die Spannung nachläßt. Das Verwirrungstestgerät wird in Gang gesetzt, und die Kettengarne werden mit atomisiertem, entionisiertem Wasser besprüht, bis sie naß sind und tropfen. Das Testgerät ist 30 min in Betrieb. Es brechen keine Garne, und der Grad an Garn-an-Garn-Verwirrung ist sehr niedrig, verglichen mit Garnen, die auf ähnliche Weise geprüft werden und mit bekannten Schlichtemitteln geschlichtet sind. Die zuvor beschriebenen Versuche zeigen die gute Schlichtewirkung der Copolymerschlichte bei simulierten Wasserstrahlwebinaschinen-Betriebsbedingungen.

Beispiel 2

(A) Wasserunempfindlichkeit

Zur Erläuterung der überlegenen Wasserbeständigkeit der erfindungsgemäßen Copolymerschlichten gegenüber Alkalimetallsalzen von ähnlichen Copolymeren werden verschiedene wäßrige Dispersionen des Copolyraeren hergestellt, das unterschiedliche, in Tabelle I aufgeführte Anteile an Ammonium- und Natriumionen enthält. Jede Dispersion wird in Form einer 0,076 mm (3 mil) (naß) dicken Schicht mit 21% Feststoffen auf einen Nylon 6-Film aufgebracht und 4 min bei 100°C getrocknet. Ein 5 x 30,5 cm (2"x12") Streifen wird ausgeschnitten und entsprechend der angewendeten Zusammensetzung bezeichnet und dann in eine 0,95 1 (32 ounce) Flasche gegeben, die etwa 0,48 1 (16 ounces) Leitungswasser enthält. Die FIa-

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. //fische wird dann auf einen Schütteltisch gegeben, der mit 200 vollen Zyklen/min betrieben wird. Nach 30 min werden die Filmstreifen aus den Flaschen entfernt und geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

Tabelle I

Probe ⁰AmJ⁰AWa.^ Wasserempfindlichkeit

Nr. ' _

1 100%/0% klarer, haftender Film nach 1 1/2 h

2 5O?S/5O% völlige Delaminierung nach 30 min 3⁺ O%/1OO% völlige Delaminierung nach 30 min 4⁺ 80%/20?6 völlige Delaminierung nach 1 1/2 h

5⁺ 9O%/1O% völlige Delaminierung nach 1 1/2 h

kein erfindungsgemäßes Beispiel;

(i)Die Prozentgehalte betreffen den Neutralisationsgrad des gesamten Acrylsäuremolekülteils durch das angegebene Kation.

Aus den zuvor beschriebenen Werten ist erkennbar, daß die erfindungsgemäße Copolymerschlichte, die eine Klebefestigkeit besitzt, die größer ist als die Zugfestigkeit des Copolymerfilms nach 1 1/2 h in Wasser, eine Wasserbeständigkeit besitzt, die wesentlich besser ist als die des gleichen Copolymeren, das nur mit geringen Alkalimetallmengen neutralisiert ist. Dieser Grad der Wasserbeständigkeit (Hydrophobizität) ist erforderlich, damit die Schlichteansammlung auf den Blättern und Litzen der Wasserstrahlwebmaschine verhindert v/ird.

(B) Naß- und Trockenadhäsion

Damit die Zeit, während der die Webmaschine abgestellt ist, bedingt durch die Akkumulation von Schlichte an

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kritischen Teilen der Wasserstrahlwebmaschine, möglichst kurz gehalten wird, z.B. an den Litzen und Litzenaugen wie auch an den Blattrohröffnungen, ist es erforderlich, daß das Copolymerschlichtemittel eine gute Trocken- und Naßadhäsion gegenüber den Textilfasern besitzt. Die Copolymerschlichte von Beispiel 1 wurde daher auf ihre Naß- und Trockenadhäsion gegenüber Nylon untersucht. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle II aufgeführt.

Für Vergleichszwecke werden das Natriumsalz der zuvor beschriebenen Äthylen/Acrylsäure-Copolymeren und verschiedener bekannter Schlichten auf ähnliche Weise geprüft.

Tabelle II

Probe	Schlichte	TrockenC1)	Adhäsion	Nai3 (2)
Nr.		besteht	besteht - klar
1	E/AA-NH₄(a)	versagt	Delaminierung - klar
	E/AA-Na (b)	versagt	Delaminierung - trübe
	VA/AA (c)	versagt	Desintegration - trübe
C₃ ⁺	BA/EA/AA(d)	versagt	die Schlichte löst
C, ⁺	DEG/EG (e)

sich auf

kein erfindungsgemäßes Beispiel

(a) Ammoniumsalzform des Äthylen/Acrylsäure-Copolymeren von Beispiel 1;

(b) Natriumsalzform des Äthylen/Acrylsäure-Copolymeren des Beispiels 1;

(c) teilweise hydrolysiertes Vinylacetat/Acrylsäure-Copolymer;

(d) Butylacrylat/Äthylacrylat/Acrylsäure-Copolymer;

(e) Diäthylenglykol-Äthylenglykol-5-Natriumsulfoisophthalsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure (8 Mol/2 Mol/ 1 Mol/8 Mol/1 Mol);

(1) 0,076 mm (3 mil) nasser Film der Schlichte wird

(R) mit einem Ziehstab auf einen Nylonfilm (Capran^{v ;} Nylon 6)

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aufgebracht und 3 min bei 177⁰C getrocknet. Ein 7,6 cm (3 in.) Streifen des Klebebandes wird gegen die beschichtete Seite des Nylonfilms gepreßt und damit verklebt. Das Band wird dann abrupt von dem beschichteten Film abgezogen. Die Schlichte besteht, wenn sie auf dem Film verbleibt, nachdem das Band abgezogen worden.ist;

(2) Die beschichtetenFilmstreifen [ 5 x 7,6 cm (2" χ 3")]» die für den vorhergehenden Test hergestellt wurden, werden in eine 0,237 1 (8 oz.) Flasche, die 0,113 1 (4 oz.) Wasser enthält, gegeben und die Flasche wird mit 200 Zyklen/min geschüttelt, wobei die Bewegungsrichtung parallel zu der langen Achse der Flasche ist. Nach 2 h werden die Filme auf ihre Kontinuität, Klarheit und Adhäsion geprüft.

(C) Starke Adhäsion und Naßabrieb

Die Schlichtezusammensetzungen, die die Schlichte mit etwa 2O?6 Feststoffen enthalten, werden als kontinuierliche Filme auf einen Nylonfilm unter Verwendung eines Gießstabs, der zum Gießen eines nassen Films mit einer Dicke von 0,15 mm (6 mils) geeignet ist, gegossen. Die aufgetragenen Filme werden in einem Zirkulationsheißluftofen 4 min bei 100⁰C getrocknet, entfernt und können dann abkühlen.

Die starke Trockenadhäsion und der Naßabrieb der Filme werden geprüft, und die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III zusammengefaßt.

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Probe
Nr.

Schlichte

Tabelle III

Starke Ad- Naßabrieb(4) häsion(3) Anzahl der doppelten Stöße zum Versagen/Beschichtungsbedingungen

E/AA-NH₄ (a) besteht

93,5% E/AA-NH₄(a)

6,5% E/AA-Na (b) besteht 87% E/AA-NH₄ (a)

13% E/AA-Na (b) versagt 54% E/AA-Na
35% E/AA-NH₄

VA/AA

BA/EA/AA
DEG/EG

a) versagt

(c) versagt

(d) versagt

(e) versagt

kein Versagen nach 300/klar 5/klar 5/klar

Film delaminiert 52/etwas trübe Film desintegriert 10/trübe, gummiartig

+ kein erfindungsgemäßes Beispiel (a) bis (e) gleich wie in Tabelle III

(3) Ein Teil des Films wird über Kreuz eingeschnitten, indem man den Überzug in X-Konfiguration unter Verwendung einer Rasierklinge einschneidet. Der Versucht wird sonst wie bei (1) von Tabelle II durchgeführt.

(4) Der restliche Teil des beschichteten Films wird in Wasser wie bei (2) von Tabelle II angegeben geschüttelt. Der nasse Film wird aus der Flasche entnommenuund geprüft. V/enn der Überzug intakt ist und an dem Nylonfilm haftet, wird der nasse Überzug bis zu 300 Doppelstrichen bzw. -stoßen gerieben (reziprok zurück und vor in einer Entfernung von 1,27 mm) mit dem Kugelende .einer 0,56 kg (18 oz.) Kugelpinne, die mit vier Schichten von mit V/asser befeuchtetem Mull umwickelt ist. Ein Versagen tritt auf, wenn der Überzug weggerieben wird und den Film bei weniger als 80 Doppelstößen freisetzt.

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(D) Polyester

Man arbeitet wie bei dem zuvor beschriebenen Verfahren, mit der Ausnahme, daß der Polyäthylenterephthalat-Film für den Nylonfilm ersetzt wird. Es werden mehrere beschichtete Filmproben hergestellt, und dann wird die starke Adhäsion und der Naßabrieb bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV aufgeführt.

Tabelle IV

Probe	Schlichte	Starke Ad-	Naßabrieb(A)
Nr.		häsion(3)	Anz.d.Doppelstöße
			zum Versagen/Be-
			schichtunfisbedingunßen
1	E/AA-NH₄ (a)	versagt	250/klar
2	95% E/AA-NH/^a) 5% MM83 (f)	besteht	> 300/klar
<	93,5% E/ΑΑ-ΝΗλ(a) 6,5% E/AA-Na Λb)	versagt	5/klar
C₂ ⁺	87% E/AA-NH/. (a) 13% E/AA-Na^ (b)	versagt	3/klar
^C3⁺	E/AA-Na (b)	versagt	1/trübe
	VA/AA (c)	versagt	79/etwas trübe
	BA/EA/AA (d)	versagt	5/opak
	DEG/EG (e)	versagt	3/gummiartig

+ kein erfindungsgemäßes Beispiel (a)-(e) gleich wie in Tabelle III

(f) Melamin-Formaldehydharz mit einem Alkylierungs

grad Rohm

von "^ 70 Mol-%, das unter dem Warenzeichen MM83 & Haas vertrieben wird.

(3)-(4) gleich wie in Tabelle III.

(R)

von

(E) Weben auf einer Wasserstrahlwebmaschine

Eine Schlichteformulierung wird hergestellt, indem man eine wäßrige Dispersion mit einem Feststoffgehalt von 21% der Ammoniumsalzform eines Äthylen/Acrylsäure (85/15)-

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•tf.

Copolymeren mit einer Schmelzflußviskosität von 300 [ASTM D-1238-65T(D)] mit kaltem Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 6,7% verdünnt. Eine Kette mit einer Länge von 2286 m (2500 yds.)ι die 4788 Enden aus 70 den 34 Filament nichtverdrehtem, flachem Polyamidgarn enthält, wird mit der zuvor beschriebenen Formulierung unter Verwendung einer Trommeltrockenschlichteraaschine mit einem elektrischen Heißluft- Vortrocknungsteil geschlichtet. Die bei der Schlichtungsstufe verwendeten Bedingungen sind die folgenden:

Schlichtetemperatur: 18⁰C

Quetschdruck: 1,75 kg/cm

Spaltart: naß

Vortrocknungstemperatür: 149⁰C Schlichtemaschine-Geschwindigkeit: 60 ypm Schlichteaufnahme: 2,2?6 (korrigiert für das Öl auf dem Garn).

Die geschlichtete Kette wird dann auf einer Nissan LW 41 Wasserstrahlwebmaschine zu einem einfach gewebten Muster unter Bildung eines Taftflächengebildes mit 96 χ 86 Feinheitsnummern gewebt. Die beobachteten Webstuhlbedingungen sind die folgenden:

Bauart

Feinheitsnummer 96 χ

Enden 4788

Breite 125,1 cm

Webmaschinengeschv/indigkeit 440 U/min

Unterbrechungen/10 000 Schußfäden

abhängig von der Kette 0,032

abhängig von dem Schuß 0,021

andere 0,021

Schlichteansammlung

am Blatt keine

an den Litzen keine

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Werden auf ähnliche Weise Schlichte- und Webverfahren durchgeführt, ausgenommen, daß bekannte Schlichten verwendet werden, so erhält man mehr als 0,5 Unterbrechungen/ 10 000 Schußfäden bei den Unterbrechungen, die auf die Kette zurückzuführen sind.

(F) Entschlichten und Färben

Eine 91 »4 m (100 yd) Länge des entstehenden Flächengebildes wird abgezogen und entschlichtet, indem man das Flächengebilde in einen Jigger gibt, der Wasser von 78⁰C (173°F) und 5 g/l NaOH und 1 g/l nichtionisches oberflächenaktives Mittel (Äthylenoxidkondensat) enthält. Man beobachtet einen Gesamtgewichtsverlust von 1,36%. Nach der Korrektur für den Ölgehalt des Garns wird eine Schlichteaufnahme von 2,3%, bezogen auf das Kettengewicht, berechnet.

Eine 10 g-Probe des entschlichteten Flächengebildes wird unter Verwendung von Acid Violet 12 (C.I.18075) mit V/o owf unter Verwendung bekannter Säurefärbeverfahren für Polyamidflächengebilde gefärbt. Nach der Erschöpfung des Farbstoff bads wird das Flächengebilde entfernt, gespült und getrocknet. Eine Prüfung des gefärbten Flächengebildes zeigt keine Fleckenbildung, Streifenbildung oder andere Fehler an, die auf eine unvollständige Schlichteentfernung zurückzuführen sind.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Weben von Textilfasern zu flächenhaften Materialien auf einer Wasserstrahlwebmaschine, wobei die Fasern vor dem Weben geschlichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern verwendet, die mit einem inhärent wasserdispergierbaren Copolymeren aus einem aliphatischen oc-01 efin und einer gebundenes Ammoniak enthaltenden, α,β-äthylenisch ungesättigten Carbonsäure geschlichtet wurden und anschließend unter Bildung eines zähen, haftenden, wasserunempfindlichen Überzugs auf den Textilfasern getrocknet wurden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das oc-Olefin Äthylen oder Propylen ist und die Säure Acrylsäure oder Methacrylsäure ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer ein Ammoniak gebunden enthaltendes, binäres Äthylen/Acrylsäure-Copolymer ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer 12 bis 30 Gevr.% Acrylsäure in Ammoniumsalzform enthält und eine Schmelzflußviskosität, bestimmt nach dem ASTM D-1238-65T(D)-Verfahren, im Bereich von 100 bis 400 dg/min besitzt.

5. Verfahren na~ch Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilfasern ein Polyamid sind.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilfasern Polyester sind und daß zusammen mit dem

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Copolymeren ein Melamin-Formaldehydharz als Adhäsionsaktivator verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Copolymer in einer Menge von 2 bis 8 Gew.%, bezogen auf das Gewicht der Textilfasern, verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilfasern Nylon sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Melamin-Formaldehydharz im Bereich von 2,5 bis 10 Gew.$ liegt, bezogen auf das Copolymergewicht, und daß das Harz einen AlkyIierungsgrad unter 75 Mol-?S besitzt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Stufe durchgeführt wird, bei der das Flächengebilde entschlichtet wird, indem man es mit einer wäßrigen Base behandelt, bis das Copolymer aus den Textilfasern des Flächengebildes entfernt ist.

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