DE957336C

DE957336C - Verfahren zum Behandeln von Stapelfasern und Faeden

Info

Publication number: DE957336C
Application number: DEF13510A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Gutmann; Dr Werner Langbein; Dr Werner Starck; Dr Adolf Vogt
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1953-12-19
Filing date: 1953-12-20
Publication date: 1957-01-31

Description

AUSGEGEBEN AM 31. JANUAR 1957

F 13510 IVc129b

Es ist bereits bekannt, Polyvinylalkohol als Schlichtemittel zu verwenden. Das Produkt besitzt jedoch gewisse Nachteile, die sich insbesondere in dem Verkleben von Stapelfasern zeigen, so daß diese nicht über die Karde gebracht werden können. Die Klebwirkung ist selbst bei geringer Auflage schon relativ stark.

Ferner ist es bekannt, Faserstoffe mit Polyvinylalkohol und Formaldehyd in Gegenwart eines sauren Katalysators zu behandeln. Die bei diesem Verfahren erhaltenen Umsetzungsprodukte sind wasserunlöslich und sollen zum Kaschieren, d. h. zum Verkleben zweier oder mehrerer Gewebeschichten oder zu Steifungszwecken verwendet werden.

Bei der Herstellung von Fasern aus hydrophoben Stoffen, wie z. B. Acetylcellulose, Polyamiden, Polyurethanen, Polyacrylnitrile^ Polyestern, ferner bei der Verarbeitung der Fasern zu Fäden und Geweben treten oft eine Reihe von Schwierigkeiten auf, die auf verschiedene Ursachen zurückzuführen sind. So sind die Fasern aus diesen Stoffen wenig hydrophil, so.daß die Präparationsmittel nur eine geringe Affinität zu ihnen aufweisen. Fasern mit niederem Einzeltiter sind oft zu weich und setzen sich beim Kardieren im Tambour ab, so daß sie nicht von den Abnehmerwalzen weitergegeben werden und dadurch eine gleichmäßige Vliesbildung unmöglich wird. Um besonders feinen Fasern einen gewissen Stand

zu verleihen, wurden schon Produkte wie Tannin und synthetische Gerbstoffe vorgeschlagen und auch eingesetzt. Diese weisen aber den Nachteil auf, daß, insbesondere beim Belichten, Farbtonänderungen eintreten. Außerdem sind derartige Produkte häufig nur schwer- und unvollständig auswaschbar, so daß bei späteren Verarbeitungsstufen, z. B. beim Färben, Störungen eintreten können.

Auch die elektrische Aufladung, die durch Reibuiig von Faser an Faser oder von Faser an Maschinenteilen auftritt, bringt erhebliche Schwierigkeiten mit sich. Die aufgeladenen Fasern kleben sehr leicht an den Maschinenteilen fest, so daß die Bildung eines homogenen Vlieses nicht eintreten kann. Um das Abfließen der infolge des geringen Leitvermögens der hydrophoben Fasern auftretenden statischen Elektrizität zu ermöglichen, sind schon eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden. So kann man beispielsweise durch. Ionisieren der Luft, durch radioaktive Stoffe oder Hochfrequenzentladungen das Abfließen der entstandenen statischen Elektrizität bewirken. Es ist auch bereits bekannt, anorganische Salze, wie Chlorcalcium oder kationaktive Verbindungen, wie Cetyltrimethyiammoniutnbromid, zur Verhinderung der elektrostatischen Aufladungen anzuwenden. Auch nichtionogene Produkte, wie Fettsäurepolyglykolester, oxäthylierte Fettalkohole bzw. Alkylphenole, wurden zu diesem Zweck bereits empfohlen. Es wurde nun gefunden, daß man die elektrostatische Aufladung von Stapelfasern und Fäden aus hydrophoben Stoffen oder Erzeugnissen daraus verhindern kann, wenn man die Materialien mit Lösungen oder Dispersionen von Kondensationsprodukten aus Polyvinylalkoholen und Sulfogruppen enthaltenden Aldehyden imprägniert.

Als hydrophobe Stoffe seien beispielsweise Acetylcellulose, Polyamide, Polyurethane, Polyacrylnitrile, Polyester u. ä. genannt. Für die Herstellung der Kondensationsprodukte aus Polyvinylalkohol und Sulfogruppen enthaltenden Aldehyden kommen sowohl aliphatisch^ als auch aromatische Aldehydsulfosäuren in Betracht. Beispielsweise seien genannt: Acetaldehyddisulfosäure, Propionaldehydsulfosäure, Butyraldehyd-•sulfosäure, Benzaldehydmono- oder -disulfosäure, Toluylaldehydsulfosäure u. ä. Die Herstellung der Kondensationsprodukte kann z. B. dadurch erfolgen, daß man wäßrige Lösungen von Polyvinylalkoholen im sauren p_H-Bereich mit der Aldehydsulfosäure zur Umsetzung bringt, wie es beispielsweise in der deutschen Patentschrift 745 683 beschrieben ist, oder daß man Polyvinylester, wie z. B. Polyvinylacetat, in alkoholischer Lösung mit Aldehydsulfosäuren umsetzt. Hierbei tritt eine Abspaltung der Acylgruppe unter gleichzeitiger Acetalisierung ein.

Weitere Variationsmöglichkeiten ergeben sich dadurch, daß man von Polyvinylalkohol verschiedener Polymerisationsgrade ausgeht, wodurch Produkte entstehen, deren Lösungen eine unterschiedliche Viskosität aufweisen. Für die Herstellung der Kondensationsprodukte können Polyvinylalkohole von Durchschnittsmolekulargewichten von etwa 10 000 bis 500 000, vorzugsweise von 20 000 bis 200 000, verwendet werden (Molekulargewichte ermittelt durch osmotische Messungen).

Ferner ist unter Umständen zweckmäßig, wenn die zum Einsatz kommenden Produkte außer den Sulfogruppen noch andere Reste enthalten, z. B. Acetylgruppen oder sulfogruppenfreie acetalartig gebundene Aldehyde, wie Butyraldehyd oder Benzaldehyd.

Die Kondensationsprodukte der beschriebenen Art sind filmbildend und umkleiden die Einzelfasern, wobei neben dem antistatischen Effekt auch eine gewisse Versteifung bewirkt wird. Dadurch ist es möglich, daß auch Stapelfasern von sehr niedrigem Einzeltiter (1,5 den) einwandfrei über die Karde gebracht werden können. Auch für Schlichtezwecke sind derartige Produkte brauchbar, wobei man von Polyvinylalkoholen hohen Polymerisationsgrades vorteilhaft mit einer Molekülgröße von etwa 200 000 bis 500 000 ausgeht.

Die genannten Produkte können vorteilhaft auch mit hygroskopischen Mitteln, wie Glycerin, Glykol, Polyglykol, oder auch mit Weichmachern, Haft- und Gleitwirkung verleihenden Präparationen kombiniert werden. Sie können in Lösungen oder in Suspension, bzw. Emulsion eingesetzt werden. Beispielsweise seien genannt: Fettsäurekondensationsprodukte, Fettalkoholsulfonate oder Fettsäuresarkoside, Kondensationsprodukte aus Fettsäure und Äthanolamiden oder Fettsäure oder Fettamine und oxäthylierte Äthylenglykole, Wachse, Mineralöle. Auch kationaktive Weichmacher können hier vorteilhaft mitverwendet werden.

Es hat sich gezeigt, daß der antistatische Effekt durch Kombination der Kondensationsprodukte aus Polyvinylalkoholen und Sulfogruppen enthaltenden Aldehyden mit Präparationsmitteln, wie sie oben angegeben sind, verstärkt werden kann, so daß ein über die Wirkung der einzelnen Komponenten hinausgehender Effekt erreicht wird. Hervorzuheben ist, daß die gemäß der vorliegenden Erfindung zu *°5 verwendenden Kondensationsprodukte leicht entfernt werden können und oft schon mit Wasser allein auswaschbar sind. Diese Eigenschaft ist besonders deshalb von Vorteil, weil dadurch bei den folgenden Arbeitsgängen, z. B. beim Färben, keinerlei Schwierigkeiten auftreten können. Auch, beim Belichten der präparierten Fasern tritt keinerlei Vergilbung ein, wie dies z. B. bei Verwendung von natürlichen oder synthetischen Gerbstoffe häufig beobachtet wird.

Beispiel 1

Stapelfaserflocken auf Basis von polymeren Caprolactam (1,5 den) werden mit einer wäßrigen Lösung, die 7 g/l des Natriumsalzes des Konden-. iao sationsproduktes aus Polyvinylalkohol (Durchschnittsmolgewicht etwa 20 000) und Butyraldehydsulfosäure enthält, 10 Minuten bei 40⁰ C behandelt. Dem Behandlungsbad werden gleichzeitig 0,5 g/l eines Kondensationsproduktes, gewonnen dureh Umsetzung von Stearinsäure mit einem Polyamin

und anschließende vollständige Methylierung des erhaltenen Produktes, zugesetzt. Das behandelte Material wird auf 30% Feuchtigkeit abgepreßt und bei 50 bis 6o° getrocknet. Man erhält eine Flocke, die gut antistatisch ist und einwandfrei über die Karde läuft.

Einen ähnlichen Effekt erreicht man, wenn man

ein Kondensationsprodukt verwendet, das durch Umsetzung von einem noch I2^fl/o Acetylgruppen enthaltenden Polyvinylalkohol mit Butyraldehydsulfosäure erhalten wurde.

Beispiel 2

Kammzug aus einem polymeren Kondensationsprodukt Hexamethylendiamin und Adipinsäure wird mit einer methanolischen Lösung, die 15 g/l eines Kondensationsproduktes aus einem Polyvinylalkohol (Molgewicht 40 000) und Butyraldehydsuifosäure enthält, behandelt. Nach dem Schleudern bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von 33% hat der Kammzug eine Auflage von 0,5%.

Nach dem Trocknen bei ioo° und Aufbewahren im -Klimaraum bei 65%) relativer Feuchtigkeit wird der Kammzug verzogen. Die hierbei auftretende Reibungselektrizität wird durch ein Bad abgeleitet und der elektrische Strom in Milliampere gemessen. Während der unbehandelte Kammzug 140 Milliampere zeigt, ergibt die Messung des behandelten Materials nur 10 Milliampere.

Mit gleich gutem Ergebnis kann man auch ein Kondensationsprodukt verwenden, bei dem die Umsetzung des Polyvinylalkohole in der Weise durchgeführt wurde, daß nur 50% der ursprünglich'vorhandenen Hydroxylgruppen mit Butyraldehydsulfosäure zur Umsetzung gebracht werden.

Beispiel 3

Stapelfaserflocken auf Basis von polymerem Terephtalsäureglykolester werden mit der wäßrigen Lösung, die 10 g/l des Natriumsalzes des Kondensationsproduktes aus Polyvinylalkohol (Molgewicht 20 000) und Benzaldehydsulfosäure enthält, unter Mitverwendung von 2 g/l eines Kondensationsproduktes aus i, 4-Butandiolmonostearinsäureesterund 20 Mol Äthylenoxyd behandelt. Nach dem Schleudern und Trocknen erhält man ein gut antistatisches und über die Karden gut laufendes Material.

Beispiel 4

Stapelfasern aus polymeren ε-Caprolactam (Stärke 2,75 den) werden mit einer wäßrigen Lösung, die 10 g/l eines Umsetzungsproduktes von Polyvinylalkohol (Durchschnittsmolekulargewicht 30 000) mit einer solchen Menge Acetaldehyddisulfonsäure, daß die OH-Gruppen zu 80% acetalartig verschlossen sind, enthält, 2 Minuten bei 50⁰ behandelt. Die Faser wird auf 30% Feuchtigkeit abgepreßt und bei 8o° getrocknet. Nach dem Lagern im Klimaraum bei 65% relativer Luftfeuchtigkeit wird das präparierte Material kardiert. Auf der Karde zeigen sich keinerlei Schwierigkeiten. Störungen infolge elektrischer Aufladung treten nicht ein.

Beispiel 5

Eine aus polymerem ε-Caprolactam bestehende Kunstseide (Stärke 60 den) wird in einem Schlichtebad mit 60 g/l des Kondensationsproduktes aus Polyvinylalkohol (Durchschnittsmolekulargewicht 200 000) und Butylraldehydsulfonsäure bei 6o° behandelt, abgequetscht und einer normalen Walzen- 7" trocknung bei 60 bis 90⁰ unterworfen. Man erhält einen gut geschlichteten Faden, der beim Verweben keinerlei elektrische Aufladung zeigt.

Beispiel 6 _.

Stapelfaser auf Basis Polyacrylnitril (1,5 den) wird mit einer 8 g/l des Natriumsalzes eines Um,-setzungsproduktes von Polyvinylalkohol (Durchschnittsmolekulargewicht 500000) und Propionaldehydsulfosäure enthaltenden wäßrigen Lösung behandelt, gut geschleudert und bei 80 ° getrocknet. Das präparierte Material zeigt einen guten antistatischen Effekt.

Beispiel 7 „

Acetatzellwolle wird mit einer wäßrigen Lösung behandelt, die pro Liter 15 g des Kaliumsalzes eines Umsetzungsproduktes aus Polyvinylalkohol (mittleres Molgewicht 10 000) und Isooctylaldehydsulfosäure enthält. Nach einer Behandlungszeit von 10 Minuten bei 30° wird das Material abgequetscht, bei 60 bis 8o° getrocknet. Man erhält ein Material, das beim Laufen über die Karde keine elektrische Aufladung zeigt.

Beispiel 8

Kammzug aus polymerem ε-Caprolactam (1,5 den) wird bei 20⁰ in einem Bad, das 10 g/l des Ammonsalzes des Umsetzungsproduktes aus Polyvinylalkohol (mittleres Molgewicht 50 000) und Benzaldehyddisulfosäure enthält und dem gleichzeitig ι g/l des Umsetzungsproduktes von Spermölfettsäure mit 20 Mol Äthylenoxyd zugesetzt wird, behandelt, anschließend geschleudert und getrocknet. Der Kammzug zeigt beim Verstrecken keinerlei elektrische Aufladung.

An Stelle des Umsetzungsproduktes mit Benzaldehyddisulfosäure kann auch ein solches mit Toluylaldehydsulfosäure eingesetzt werden.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Behandeln von Stapelfasern und Fäden aus hydrophoben Stoffen oder Erzeugnissen daraus, dadurch gekennzeichnet, daß man diese mit Lösungen oder Dispersionen von Kondensationsprodukten aus Polyvinylalkoholen und Sulfogruppen enthaltenden Aldehyden präpariert.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 664 679;

Chemisches Zentralblat 1950, II, S. 1073, 1074; Referat der kanadischen Patentschrift Nr. 462 210;

Weber-Martina, »Die neuzeitlichen Textilveredlungs-VerfahrenderKunstfasern«, 1951,5.727; Referat der britischen Patentschrift Nr. 573 574.

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