DE4243550C1 - Faserhilfsmittel und deren Verwendung - Google Patents

Faserhilfsmittel und deren Verwendung

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Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft Hilfsmittel für synthetische Fasern, die einen Gehalt an quaternierten Fettsäure-triethanolamin­ ester-Salzen aufweisen sowie die Verwendung dieser Salze zur Herstellung der genannten Mittel.
Stand der Technik
Synthetische Fasern werden nach dem Filamentbildungsprozeß mit Präparationsmitteln versehen, die für ihre Weiterverar­ beitung unentbehrlich sind. Diese sogenannten "Spinnpräpara­ tionen" setzen die elektrostatische Aufladung sowohl zwischen den Filamenten untereinander, als auch zwischen den Filamen­ ten und den Führungselementen der Spinnmaschinen herab [Ull­ manns Encyclopaedie der technischen Chemie, Bd. 23, S. 7-9, Verlag Chemie, Weinheim, 1983].
Neben der Glätte und dem Fadenschluß werden von den Faserher­ stellern in der Regel noch weitere Anforderungen an Spinnprä­ parationen gestellt, von denen die Verminderung der Reibung, die Avivage der Faserfilamente sowie die Verträglichkeit mit Farbstoffen die wichtigsten sind. Neben den genannten Anfor­ derungen müssen Spinnpräparationen temperaturbeständig und nicht korrosiv, von der Faser leicht zu entfernen und physio­ logisch unbedenklich sein. Üblicherweise werden für diesen Zweck kationische Tenside, insbesondere vom Typ der quater­ nierten Fettamine eingesetzt. Diese zeigen jedoch den Nach­ teil einer nicht in allen Fällen zufriedenstellenden biolo­ gischen Abbaubarkeit.
Die Aufgabe der Erfindung bestand nun darin, neue Hilfsmittel für die Herstellung von synthetischen Fasern zur Verfügung zu stellen, die über eine verbesserte biologische Abbaubarkeit verfügen.
Beschreibung der Erfindung
Gegenstand der Erfindung sind Faserhilfsmittel, die als Wirk­ komponente quaternierte Fettsäure-triethanolaminester-Salze der Formel (I) enthalten,
in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffato­ men, R2 und R3 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder R1CO, R4 für einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, x, y und z für 1 oder Zahlen von 2 bis 30 und X für ein Ha­ logenid oder Alkylsulfat steht.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Salze die elektrostatische Aufladung von synthetischen Fasern herabsetzen. Sie besitzen ferner gegenüber Fasern avivierende Eigenschaften, sind hochtemperaturstabil, biologisch leicht abbaubar und physiologisch unbedenklich.
Herstellung der Ausgangsstoffe
Bei den quaternierten Fettsäure-triethanolaminester-Salzen handelt es sich um bekannte Stoffe, die nach den einschlägi­ gen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden können. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung, wie es in der Internationalen Patentanmeldung WO 91/1295 (Henkel) be­ schrieben wird, besteht darin, Fettsäuren in Gegenwart von unterphosphoriger Säure mit Triethanolamin zu verestern und das technische Fettsäureestergemisch, das Mono-, Di- und Tri­ ester enthält, anschließend mit Methylchlorid oder Dimethyl­ sulfat zu quaternieren.
Die entsprechenden polyglycolethergruppenhaltigen, d. h. eth­ oxylierten quarternierten Fettsäure-triethanolaminester-Salze sind Gegenstand einer bisher unveröffentlichten Anmeldung der Anmelderin. Zu ihrer Herstellung kann man von ethoxyliertem Triethanolamin ausgehen, welches dann in wiederum bekannter Weise verestert und quaterniert wird. Üblicherweise setzt man in diesem Fall Anlagerungsprodukte von durchschnittlich 2 bis 30, vorzugsweise 2 bis 10 Mol Ethylenoxid an Triethanolamin in die Veresterung ein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden für die Herstellung der Antistatikmittel quaternierte Fettsäure- triethanolaminester-Salze verwendet, zu deren Herstellung Fettsäure und Triethanolamin bzw. Triethanolaminethoxylat im molaren Verhältnis von 1,2 : 1 bis 2,1 : 1, vorzugsweise 1,64 : 1 bis 1,92 : 1 eingesetzt worden sind.
Faserhilfsmittel
Faserhilfsmittel mit besonders vorteilhaften anwendungstech­ nischen Eigenschaften werden erhalten, wenn man quaternierte Fettsäure-triethanolaminester-Salze nach Formel (I) einsetzt, in der
  • a) R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z jeweils für 1 und X für Chlorid oder Methylsulfat steht;
  • b) R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z für Zahlen von 2 bis 30 und X für Chlorid oder Methylsulfat steht;
  • c) R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 für R1CO, R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z jeweils für 1 und X für Chlorid oder Methylsulfat steht und/oder
  • d) R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 für R1CO, R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z für Zahlen von 2 bis 30 und X für Chlorid oder Methyl­ sulfat steht.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Quaternierte Fettsäure-triethanolaminester-Salze vermindern die elektrostatische Aufladung bei Fasern und setzen die Rei­ bung zwischen den Filamenten herab. Sie besitzen avivierende Eigenschaften, sind temperaturstabil und biologisch leicht abbaubar.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft daher die Ver­ wendung der quaternierten Fettsäure-triethanolaminester-Salze zur Herstellung von Spinnpräparationen und Avivagemittel für synthetische Fasern, insbesondere Acryl- und Polyesterfasern.
Wie in der Textilindustrie üblich, werden die Spinnpräpara­ tionen bzw. Avivagemittel in Form wäßriger Dispersionen auf die synthetischen Fasern unmittelbar nach Austritt aus der Spinndüse appliziert. Die Mittel, die eine Temperatur zwi­ schen 18 und 60°C haben, werden z. B. von Auftragwalzen oder Dosierpumpen über geeignete Applikatoren aufgebracht. Bevor­ zugt werden die Mittel in Form ihrer wäßrigen Dispersionen eingesetzt, die einen Feststoffgehalt von 3 bis 40, vorzugs­ weise 5 bis 30 Gew.-% aufweisen und neben den quaternierten Fettsäure-triethanolaminester-Salzen noch weitere übliche Inhaltsstoffe, wie beispielsweise synthetische Esteröle, Sorbitanester, Silicone, Polyether, Phosphorsäureester, Fett­ säurealkanolamine, ethoxylierte Fettsäuren sowie Blockpolyme­ re des Ethylen- und Propylenoxids ("Pluronic-Typen") und der­ gleichen aufweisen können. Der Anteil der quaternierten Fett­ säure-triethanolaminester-Salze an den Mitteln kann dabei 1 bis 100, vorzugsweise 30 bis 70 Gew.-% - bezogen auf den Feststoffgehalt - betragen.
Die Auftragmenge der Spinnpräparationen bzw. Avivagemittel in Form ihrer wäßrigen Dispersionen liegt in dem für die Faser­ industrie üblichen Bereich zwischen 0,1 und 30, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-% - bezogen auf das Gewicht der Fasern.
Die folgenden Beispiele sollen den Gegenstand der Erfindung näher erläutern.
Beispiele
Auf Polyesterfilamente wurde eine 15gew.-%ige Spinnfaser­ präparation eines Esterquats der Formel (I) gemäß Tab. 1 in Wasser aufgetragen (Ölauflage 0,35 Gew.-%).
Tabelle 1
Esterquats
Im Fall der Esterquats gemäß Bsp. 1, 2 und 3 betrug das Fett­ säure : Triethanolaminverhältnis 1,9 : 1, im Fall Bsp. 3 1,4 : 1 und im Fall Bsp. 5 1,2 : 1.
Folgende Parameter wurden bestimmt:
  • - dynamische Reibungskoeffizienten gegen Faden bei einer Geschwindigkeit von 8 mm/min, gemessen am Rothschild F- Meter (Klima 20°C, 65% relative Feuchte);
  • - dynamische Reibungskoeffizienten gegen Metall bei einer Geschwindigkeit von 20 bzw. 100 m/min, gemessen am Rothschild F-Meter (Klima 20°C, 65% relative Feuchte).
  • - elektrostatische Aufladung an Metall bei einer Ge­ schwindigkeit von 100 m/min, 2 min, T = 20°C, gemessen am Statikvoltmeter Rothschild (Klima 20°C, 65% rel. Feuchte).
  • - elektrostatische Aufladung an Metall bei einer Ge­ schwindigkeit von 100 m/min, 2 min, T = 150°C, gemessen am Statikvoltmeter Rothschild (Klima 20°C, 65% rel. Feuchte).
  • - Farbstoffausblutung (Farbstoff: Kationisch Schwarz) visuelle Beurteilung: I = kein Ausbluten
    II = geringes Ausbluten
    III = starkes Ausbluten
    IV = sehr starkes Ausbluten.
Die Anwendungsbeispiele sind in Tab. 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2
Anwendungsbeispiele

Claims (7)

1. Faserhilfsmittel, enthaltend quaternierte Fettsäure- triethanolaminester-Salze der Formel (I), in der R1CO für einen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlen­ stoffatomen, R2 und R3 unabhängig voneinander für Was­ serstoff oder R1CO, R4 für einen Alkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, x, y und z für 1 oder Zahlen von 2 bis 30 und X für ein Halogenid oder Alkylsulfat steht.
2. Faserhilfsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlen­ stoffatomen, R2 und R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z jeweils für 1 und X für Chlorid oder Methyl­ sulfat steht.
3. Faserhilfsmittel nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 und R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z für Zahlen von 2 bis 30 und X für Chlorid oder Methylsulfat steht.
4. Faserhilfsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 für R1CO, R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z jeweils für 1 und X für Chlo­ rid oder Methylsulfat steht.
5. Faserhilfsmittel nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß R1CO für einen Acylrest mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R2 für R1CO, R3 für Wasserstoff, R4 für Methyl, x, y und z für Zahlen von 2 bis 30 und X für Chlorid oder Methylsulfat steht.
6. Verwendung von quaternierten Fettsäure-triethanolamin­ ester-Salzen nach den Ansprüchen 1 bis 5 für die Her­ stellung von Spinnpräparationen für synthetische Fasern.
7. Verwendung von quaternierten Fettsäure-triethanolamin­ ester-Salzen nach den Ansprüchen 1 bis 5 für die Her­ stellung von Avivagemitteln für synthetische Fasern.
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