DE2708650C2 - Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern - Google Patents

Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern

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Description

in der Ar gleiche oder verschiedene zweiwertige, gegebenenfalls durch Substituenten aus der Gruppe der Halogenatome, Alkylreste, Alkarylreste, Alkenylrestc. Hydroxylgruppen, Kohlenwasserstoffoxygruppen und/oder Aminogruppen substituierte aromatische Kohlenwasserstoffreste darstellt, M gleiche oder verschiedene Reste der Formel
in der Ar jeweils die oben dafür angegebene Flcdcutung hat, a jeweils 0 oder 1,6 0,1 oder 2, c 0 oder eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 5, m 0 oder eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 20 und η 0 oder eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 1000 bedeuten, mit der Maßgabe, daß mindestens cine OSiR2-Einheit und mindestens eine Gruppierung
-Ο,ΑγΟλΑγ
je Molekül vorhanden ist
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gruppierungen D und/oder M von ein- und/oder mehrwertigen Phenolen oder von Bisphenolcn ableiten.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Orgunosiliciumverbindung im Gemisch mit anderen Stoffen eingesetzt wird, die üblicherweise in Mitteln zur Erhöhung der Gleitfähigkeit
von organischen Fasern vorliegen.
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern, bei dem eine polymere Arylgruppen enthaltende Organosiliciumvcrbindung auf die organischen Fasern aufgebracht wird.
Aus der DE-OS 21 62 417 ist bereits ein Verfahren zur reibungsverminderndcn Ausrüstung von Nähgarnen, also zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern, durch Auftragen eines Blockmischpolymeren aus »Bisphenol-A-Polycarbonatsegmcntcn« und Polydimcthylsiloxansegmcnten, also von polymeren Organosiliciumverbindungen, die Arylgruppen enthalten, auf die Nähgarne, bekannt. Durch das crfindungsgemäßc Verfahren wird organischen Fasern eine noch höhere Gleitfähigkeit als durch das bekannte Verfahren verliehen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern, bei dem so eine polymere, Arylgruppen enthaltende Organosiliciumvcrbindung in unverdünnter Form, in Form einer Dispersion in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel oder in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel auf die Fasern aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Organosiliciumverbindung eine Verbindung der allgemeinen Formel
55 M„R*Si|[(OSiR2)nD]m(OSiR2)„OSiR!-„M:,|4-a-6
verwendet wird, wobei R gleiche oder verschiedene, gegebenenfalls halogcnierte oder durch mindestens eine Aminogruppe substituierte Kohlenwasserstoffreste mit I bis 10 Kohlenstoffatomen, D gleiche oder verschiedene Reste der Formel
-O0ArOa(ArO,,),-
in der Ar gleiche oder verschiedene zweiwertige, gegebenenfalls durch Substituenten aus der Gruppe der ^
Halogenatome. Alkylreste, Alkarylreste, Alkenylrcste, Hydroxylgruppen, Kohlenwasscrstoffoxygruppen und/ JSJ M oder Aminogruppen substituierte aromatische Kohlenwasserstoffreste darstellt, M gleiche oder verschiedene j(jf Reste der Formel iff
-0.,ArOiArO11), Il |
in der Ar jeweiis die oben dafür angegebene Bedeutung hat. a jeweüs 0 oder 1, b 0.1 oder 2, cO oder eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 5, m 0 oder eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 20 und η 0 oder eine ganze Zahl im Wert von 1 bis 1000 bedeuten, mit der Maßgabe, daß mindestens eine OS»R2-Einheit und mindestens eine Gruppierung
-Ο,ΑγΟ,Αγ
je Molekül vorhanden ist.
Die oben angegebene Formel von erfindungsgcmäß verwendeten Organosiliciumverbindungen umfaßt insbesondere folgende Gruppen von Organosiliciumverbindungen
10
3I4- *
MR2Si[{OSiR:)nD]nl(OSiR2)nM R3Si[(OSiR2)nD]mOSiRj
Vorzugsweise beträgt die Menge der MaR^Si-Einheitcn, in denen die Summe aus a + b 0 oder 1 ist, höchstens 20 Molprozent, insbesondere höchstens 10 Molprozent, der Siloxaneinheiten in den Organosiliciumverbindungen der oben angegebenen Formel.
Insbesondere wegen der leichten Zugänglichkeit sind vorzugsweise mindestens 50 Prozent der SiC-gebundenen Reste R Methylreste. Weitere Beispiele für Kohlenwasserstoffreste R sind Alkylreste, wie der Äthyl-, n-Propyl-, Isopropyl-, η-Butyl-, sec-Butyl-, n-Pentyl- und sec.-Pentylrest, und Arylreste, wie der Phenylrest. Substituierte Kohlenwasserstoffreste R sind halogenicrte Kohlenwasserstoffreste, wie der 3,33-Trifluorpropylrest und o-, p- und m-Chlorphenylreste, sowie durch mindestens eine Aminogruppe substituierte Kohlenwasserstoffreste, wie der N-beta-Aminoäthyl-gamma-aminopropylrest.
Wenn die Reste Ar zweiwertige substituierte aromatische Kohlenwasserstoffreste sind, so sind die Substituenten, Halogenatome, wie Chloratome; Alkylreste, wie der tert.-Oktylrest; Alkarylreste, wie der Tolylrest, Alkenylreste, wie der Vinylrest, Hydroxylgruppen, Kohlenwasserstoffoxygruppen und/oder Aminogruppen.
Beispiele für D-Gruppierungen sind solche der Formeln
-C6H4-PR'",-. -P-(CH2J2Q, H4_pR"V-(CH2)2-,
C6H4-PR^CH2)2-. -m-(CH2)2C6H4-pR"'(CH2)2-,
4.^'",,C(CHj)2C11H.i-pR-'VO-,
C(CH3)2CH4-,,R'"p0(CH2)3- und 0-OC6
40
In allen vorstehend genannten Formeln bedeutet R'" den Methyl-, Methoxy-, tert.-Butyl-, tert.-Butoxyrest oder tert.-Oktylrest und ρ ist 1,2,3 oder 4.
Beispiele für M-Gruppierungcn sind solche der Formeln
45
P-R'",,' und
50
-O-CH4-pR"',,-qCH,)2-CH4-pR-'pOH,
wobei R'" und ρ jeweils die oben dafür angegebene Bedeutung haben und p'\, 2,3,4 oder 5 ist.
Bevorzugt als erfindungsgcmäß verwendete Organosiliciumverbindungen sind solche, worin sich die Gruppierungen D und/oder M von ein- und/oder mehrwertigen Phenolen oder von Bisphenolen ableiten.
Die Herstellung von Verbindungen der allgemeinen Formel
M„RfcSi([(OSiR2)„D]„<OSiR2)„OSiRj-„M.,|4-/(-ft
kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Diese sind /.. B. in der GB-PS 10 64 021, der dieser entsprechenden FR-PS 13 87 464, sowie in der DH-OS 25 38 818 beschrieben.
Bei der Anwendung der erfindungsgcmäß verwendeten Organosiliciumverbindungen können sich diese im Gemisch mit Stoffen befinden, die herkömmlicherweisc in Mitteln zur Erhöhung der Gleitfähigkeit von organischen Fasern vorliegen. Beispiele für solche bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich verwendeten Stoffe sind Paraffin- und/oder Polyäthylenwachse, Antistatika, wie l.aurylphosphorsäurcteilester, und/oder b5 herkömmlicherweise als Gleitmittel für organische Fasern verwendete Diorganopolysiloxane, einschließlich solcher, die durch Emulsionspolymerisation hergestellt wurden. Die herkömmlicherweise als Gleitmittel für organische Fasern verwendeten Diorganopolysiloxane haben vorzugsweise eine Viskosität von 500 bis
lOOOOOmPas bei 25°C, wobei die Molekulargewiehlsvcrteilung dieser Diorganopolysiloxane innerhalb des angegebenen Bereichs beliebig schmal bzw. beliebig breit sein kann.
Werden bei dem erfindungsgemaßen Verfahren hcrköninilicherweisc als Glcilmitlcl für organische Fasern eingesetzte Diorganopolysiloxane niiiverwendet, so werden sie vorzugsweise in Mengen von 1 bis 99 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesanugewicht der Organosiliciumverbindungen, eingesetzt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Organosiliciumverbindungen und die gegebenenfalls mitverwendeten, weiter oben erläuterten Stoffe können in unverdünnter Torrn oder in Form von Dispersionen in Wasser oder organischem Lösungsmittel oder in Form von Lösungen in organischem Lösungsmittel, wie Di-n-butyläther, aromatischen Kohlenwasserstoffen und/oder Chlorkohlenwasserstoffe^ eingesetzt werden.
ίο Als organische Fasern können auch im Rahmen der Erfindung alle organischen Fasern verwendet werden, auf die bisher Gleitmittel auf Grundlage von Diorgancpolysiloxancn aufgetragen werden konnten. Beispiele für derartige Fasern sind Wolle, Baumwolle, Reyon, Hanf, natürliche Seide, Fasern aus Polypropylen, Polyäthylen, Polyestern, Polyurethanen, Polyamiden, Celluloseacetat und Polyacrylnitril und Gemische aus solchen Fasern. Bei den Fasern kann es sich um Stapelfasern oder Monofiluincntc handeln. Die Fasern können ein- oder mehrfach, meist dreifach gezwirnt sein. Vorzugsweise wird das erfindungsgcniäße Verfahren auf Nähgarne angewandt
Die erfindungsgemäß verwendeten Organosiliciunivcrbindungen und die gegebenenfalls mitverwendeten, weiteren Stoffe können auf die Fasern in beliebiger bekannter Weise durch Sprühen. Tauchen, Streichen, Walzen oder Führen der Fasern über eine mit den erfindiingsgemäß verwendeten Organosiliciumverbindungen und den gegebenenfalls mitverwendeten, weiteren Stoffen getränkte Unterlage aufgebracht werden.
Herstellung von erfindungsgcmäß verwendeten Organosiliciumverbindungen
(A) 400 g eines in den endständigen F.inhcitcn je eine Si-gcbundcr.e I lydroxylgruppc aufweisenden Dimcthylpolysiloxans mit einer Viskosität von 140 mnrVs bei 25"C 7 g eines durch Trimcthylsiloxygruppcn cndblokkierten Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 1000 mmVs bei 25"C und 0,05 ml einer 25gewichtsprozentigen Lösung von CIiPNPCbNPCIi · PCL in Methylenchlorid werden in einem Laborkncter 30 Minuten auf 800C unter Kneten erwärmt. Dann wird auf 120"C erwärmt und es werden 20 g eines Gemisches aus 8 Gewichtsteilen lcrt.-Okiylphenol, 2 Teilen 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 0,1 ml der vorstehend beschriebenen Lösung eines Phosphornitridchlorids zugegeben. Dann wird 30 Minuten bei 1200C und etwa 1010,8 mbar geknetet, anschließend 30 Minuten bei 120"C und etwa 1,33 nibar geknetet. Dann werden 0,3 ml tcrt.-Oklylamin cingcknetet und es wird 1 Stunde unter Kneten auf 120"C unter einem Druck von etwa 133 mbar erwärmt. Schließlich werden mit einem Dünnschichtverdampfer Reste von nicht-umgesetztcn Phenolen entfernt. Das so erhaltene Produkt ist farblos, schwach trüb, hat eine Viskosität
von 655 mmVs bei 25° C und den n'„' 1.4081.
(B) 16,68g (0,06 Mol) über Phosphorpcntachlorid getrocknetes 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 10 ml über Kaliumhydroxyd getrocknetes Triäthylaniin werden in einem I-I-Drcihalskolbcn, der mit Tropflrichter, eingeschliffenem Rührer und Rückflußkühler ausgestattet ist. in 200 ml wasserfreiem Toluol bei 60"C gelöst. Bei 60"C werden unter Rühren zu der so erhaltenen Lösung 222 g (0,03 Mol) CI[(CHj)2SiO]|(Ki(CH|);SiCI innerhalb 30 Minuten tropfenweise gegeben. Anschließend wird I Stunde zum Sieden unter Rückfluß erwärmt. Nach dem Stehenhissen über Nach! bei Raumtemperatur wird filtriert und das Filtral mittels eines Rotationsverdampfer von flüchtigen Anteilen befreit. Die so erhaltene milchig-trübe Flüssigkeit hat eine Viskosität von 9100 nini-'/s bei 25"C.
(C) 8,34 g (0,036 Mol) über Phosphorpcntachlorid getrocknetes 2,2-Bis-(4-hydroxyphcnyl)-propan und 5 ml über Kaliumhydroxyd getrocknetes Triäthylaniin werden in dem I-I-Dreihalskolbcn, der mit Tropflrichtcr. eingesrhliffencin Rührer und Rückflußkühler ausgestattet ist, in 200 ml wasserfreiem Toluol bei 60" C gelöst. Bei 60" C werden unter Rühren zu der so erhaltenen Lösung 222 g (0,03 Mol) CI[(CHj)2SiO]nKi(C"Hi)^.SiCl innerhalb 30 Minuten tropfenweise gegeben. Nach dem Stehenlassen über
so Nacht bei Raumtemperatur wird filtriert und das Filtrat mittels eines Rotationsverdampfer von flüchtigen
Anteilen befreit. Die so erhaltene milchig-trübe Flüssigkeit hat eine Viskosität von 10 330 mm2/* bei 25"C.
Beispiele I bis 4 und Vergleichsvcrsuche
Auf jeweils 500 m von schwarzem Garn aus dreifach gezwirnter Polycsterstapelfaser, wobei 100 m der ungezwirnten Garne 1 g wiegen, werden die in der folgenden Tabelle angegebenen Gleitmittel dadurch aufgetragen, daß das Garn über eine Walze geführt wird, die sich in einer mit dem jeweiligen Gleitmittel gefüllten Wanne dreht, bevor das Garn mittels einer Kreuzspulmaschine aufgespult wird.
bo Mit den so behandelten Garnen werden jeweils 4 Lagen eines Polyaerylnitril-Markisenstofles auf einer lndustrienähmaschine mit 7000 Stichen je Minute (gerade Naht, Abstund der Stiche voneinander: 2.5 mm) unter gleichzeitiger Mitverwendung eines Fadcnspannungsgcrät.s vernäht. Als Maß für die Erhöhung der Gleitfähigkeit, die durch die geprüften Gleitmittel bewirkt wird, isl in der folgenden Tabelle der Streiibereich der Fadenspannung angegeben.
Anmerkungen zur folgenden Tabelle
a) Durch Trimethylsiloxygruppen endblockiertes Dimethylpolysiloxan mit einer Viskosität von 20 000 mPa s
bei 25" C.
b) Vollraffiniertes Paraffin (ölgehalt: 0,5%, l'arbe: rein weiß, Geruch: ohne; vgl. »Ulimanns Encyclopädie der 5 technischen Chemie«, Hand 18, München —Berlin —Wien, 1%7, Seite 274) mit dem Schmcl/.bereich 54 bis
5b" C.
c) Nacharbeilung von Beispie! 7 der DK-OS 21 62 417.
d) Wäßrige Emulsion, die mittels 6 Gewichtsprozent, bezogen auf das (jewicht von (I) + (II), eines nichtionischen Hmulgators, hergestellt aus Nonylphenol und Äthylenoxyd im Molverhältnis 1:10, bereitet wurde. to
Tabelle
Gleitmittel
erfindungsgemäß
verwendete
Organosilicium-
verbindung (I)
Gewichts
teile
(I)
mitverwendeter anderer Stoff (II)
als Verdünnungsmittel
Gewichts
teile
("I)
Konzentration
von(l) + (Il)in
Verdünnungs
mittel (Gew.-%)
Verdünnungsmittel Aufnahme
durch
das Garn
(Gew.-<%)
Fadenspannung
(g)
ro
Beispiel O
OO
t
2
A
B
100
100
100
16.6
Trichloräthylen 3.55
2.09
185-195
190-195
σ>
O
3
4
C
B
29
40
Dimethylpolysiloxan a)
Paraffinwachs b)
165
10
16.6
35
Trichlorethylen
H2Od)
2.31
3.90
170-180
160-180
Vergleichs
versuch
Vl - - Dimethylpolysiloxan a) 100 16.6 Trichloräthylen 3.45 240-260
V 2c) Sioloxan-Carbonat-
Blockmischpolymerisat
29 Dimethylpolysiloxan a) 165 16,6 Trichloräthylen 2.56 200-220

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern, bei dem eine polymere. Aryigruppen enthaltende Orginosiliciumverbindung in unverdünnter Form, in Form einer Dispersion in Wasser oder s einem organischen Lösungsmittel oder in Form einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel auf die
Fasern aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Organosiliciumvcrbindung eine Verbindung der aligemeinen Formel
MIRiSi|[(OSiR2)nD]m(OSiRJ)nOSiRi-.,M/,14-a-6
verwendet wird, wobei R gleiche oder verschiedene, gegebenenfalls halogcniertc oder durch mindestens eine Aminogruppe substituierie, einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, D gleiche oder verschiedene Reste der Formel
is -0,ArO3(ArO3X-
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