DE2708650C2 - Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen Fasern - Google Patents
Verfahren zum Erhöhen der Gleitfähigkeit von organischen FasernInfo
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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 ^
-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- *
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.
-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
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.
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.
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
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)
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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