EP0022517A2 - Use of butyleneoxy addition products of fatty alcohol ethoxylates in preparative agents compositions for the production of filaments and fibres - Google Patents
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- EP0022517A2 EP0022517A2 EP80103758A EP80103758A EP0022517A2 EP 0022517 A2 EP0022517 A2 EP 0022517A2 EP 80103758 A EP80103758 A EP 80103758A EP 80103758 A EP80103758 A EP 80103758A EP 0022517 A2 EP0022517 A2 EP 0022517A2
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Definitions
- chemical fiber auxiliaries is necessary for the production and further processing of synthetic fibers and filaments. Their task is to give the fibers and filaments the properties required for their manufacture and further processing, such as. B. smoothness, antistatic, thread closure, etc. Since the requirements for chemical fiber auxiliaries are very diverse, the use of a single chemical substance is normally not sufficient, but special mixtures have to be used. The largest proportion in terms of quantity is usually represented by the lubricants.
- ethoxylated fatty alcohols or fatty acids have been known as lubricants that are applied to threads and lead to medium to low thread / friction body friction, but generally do not meet the requirements with regard to their heat resistance and volatility.
- a new development is the group of poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates, which are good sliding components even with a medium viscosity of the products and do not cause deposits on the machine parts due to the residue-free depolymerization at working temperatures around 250 ° C. MischoxyaLkylate based on z. B. butanol or pentaerythritol.
- Examples 1 and 2 describe two copolymers of different molecular weights, which are prepared by reacting the initiator molecule propylene glycol with 1,2-butylene oxide and subsequent addition of ethylene oxide.
- All of these compounds thus contain terminal hydrophilic polyethylene glycol ether groups.
- the compounds claimed by us in the present application are always provided with hydrophobic-acting butylene glycol ether groups.
- the peculiarity of this structure is the reason for the surprisingly low sliding values, the excellent spreading capacity, the excellent wetting properties and the good heat resistance.
- the thread layers are of the order of magnitude customary in practice and comprise the range from 0.05% to 2.5%, preferably in the range from 0.08% to 1.5%.
- the claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates are suitable for use in accordance with the invention, it being possible to combine them with fatty alcohol oxyethylates, fatty acid oxyethylates and poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates.
- the claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates are characterized by excellent wetting and spreading properties and good thread-closing properties.
- the compounds With thermal treatment, the compounds have very good heat resistance, they depolymerize without residues and therefore cause no or only minimal deposits in the processing machines.
- the claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol oxyethylates enable yarns of improved quality to be produced with minimal contamination of the processing machines, which results in significantly longer machine running times.
- products can be produced in a targeted manner, the friction coefficients of which are, within certain limits, independent or dependent on the preparation layer. Both have certain advantages. If the coefficients of friction depend on the preparation overlay, you can only adjust the friction conditions to the operational requirements by varying them. This is particularly advantageous when different titers with different degrees of matting are produced, which, as is well known, require the use of different preparations in terms of friction behavior. Independence of the friction coefficients from the thread support is always advantageous if it is subject to strong fluctuations for some reason. This normally affects the friction properties and thus the thread tension, which can then lead to problems in further processing. With constant friction conditions despite fluctuations in the preparation runs, the processing conditions remain constant, which ensures constant yarn quality.
- the preparations can be applied either as pure oils or from aqueous solutions or emulsions. Organic solvents are also suitable for this.
- the type of order depends on the operational conditions. The application is possible by means of rotating disks, by dipping or spraying or by means of preparation metering pumps via injection thread guides. With the same height of the preparation pad, the properties of the preparation are not affected by this.
- the soiling behavior was tested under the following conditions:
- the products to be investigated were applied to freshly spun polyester threads at a take-off speed of 3500 m / min using injection thread guides using preparation metering pumps from aqueous liquors.
- the spin titer was 265/34 dtex. This type of preparation order guarantees an approximately the same preparation run with the same fleet concentration when using different products.
- the polyester yarns thus produced were on a Heberlein FZ 25 texturing machine at a speed of 100 m / min. with a stretch ratio of 1: 1.59, textured with magnetic spindles. The texturing time was 48 hours.
- the metal tubes of the texturing heater were replaced by glass ones, which were precisely balanced before the start of the test. Furthermore, special glass vessels were installed below the individual thread outlet openings of the texturing heater, with the help of which the preparation components that might drip from the heating pipes can be collected and quantified. By weighing the glass tubes or the collecting bowls, the amounts can be recorded qualitatively and quantitatively. An optical assessment of the glass tubes also provides information about the dirt distribution in the heater.
- the frictional properties of the products to be examined can be differentiated using commercially available measuring devices Determine the measuring speeds on the running thread.
- Pre-oriented polyester yarns spin titer 265/34 dtex
- the F-Meter from Rothschild was used as the measuring device.
- a matt chrome roller with a diameter of 20 mm was used to determine the thread / friction body friction.
- the wrap angle was 180 °.
- a piece of the yarn to be examined was clamped over a length of 60 mm under a precisely defined pretension.
- the measurements are carried out and evaluated using the method of Dr. Long from the Hoechst company.
- the coefficient of friction u is a dimensionless quantity.
- Table 1 shows that, as expected, the loss of preparation that occurs during texturing when using preparations based on mineral oil-ester oil (I) is the largest, much smaller and roughly comparable with the structurally similar preparations II and III.
- the progress that can be achieved by using the claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates according to the invention is clearly evident in the soiling behavior of the preparations tested under the same conditions.
- preparation (III) according to the invention exhibits particularly favorable thermal behavior, because despite the approximately same preparation losses of preparation II and III, preparation (III) according to the invention shows only approximately 5% of the soiling caused by preparation II in the glass tube and collecting bowl (soiling of preparation II was set equal to 100%).
- the mineral oil ester oil preparation shows extremely high, unacceptable values with this treatment, as shown in Table 1.
- the fast-spun polyester yarns - as described above - were stretched hot on the Heberlein FZ 25 and wound up without texturing, ie without spindle passage.
- the friction properties were determined using the Dr. Lange / Fa. Hoechst determined with the Rothschild F-Meter.
- the preparation pads were determined before and after the heat treatment.
- the coefficient of friction measurements were used to determine the thread-thread friction at a thread speed of 20 m / min. carried out and for thread / metal friction at 150 m / min.
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Abstract
Die Erfindung betrifft neuartige Präparationsmittel zur Herstellung von synthetischen Filamenten und Fasern. Es handelt sich hierbei um Butylenoxidaddukte von Fettalkoholoxäthylaten der allgemeinen Formel R-O-(C2H4O)n-(C4H8O)mH wobei R = C8-C26, n= 1-20 und m = 1-5 ist. Hierbei ist wesentlich, dass das Butylenoxid endständig angelagert ist. Zur erfindungsgemässen Verwendung sowohl als Präparation als auch als Präparationsbestandteil geeignet sind die beanspruchten Butylenoxidaddukte von Fettalkoholoxäthylaten allein oder in Mischung, wobei eine Kombination mit Fettalkoholoxäthylaten, Fettsäureoxäthylaten und Poly(äthylen)-propylenoxid-mischalkoxylaten erfolgen kann. Die besonderen Vorteile der beanspruchten, neuartigen Präparationsmittel sind ihr ausgezeichnetes Netz- und Spreitungsvermögen, ihre sehr guten Fadenschlusseigenschaften sowie deren hervorragende Hitzebeständigkeit. Selbst bei hoher Hitzebeanspruchung bleiben die Reibeigenschaften konstant, was zu sehr guten und gleichmässigen Garnqualitäten führt. Unerwünschte Ablagerungen an den beheizten Teilen von Verarbeitungsmaschinen treten nicht, oder nur in minimalen Mengen, auf, da sie rückstandslos depolymerisieren und sich dadurch wesentlich längere Maschinenlaufzeiten ergeben.The invention relates to novel preparation agents for the production of synthetic filaments and fibers. These are butylene oxide adducts of fatty alcohol oxyethylates of the general formula R-O- (C2H4O) n- (C4H8O) mH where R = C8-C26, n = 1-20 and m = 1-5. It is important here that the butylene oxide is terminally attached. The claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol oxyethylates, alone or in a mixture, are suitable for use according to the invention both as a preparation and as a preparation component, it being possible to combine them with fatty alcohol oxyethylates, fatty acid oxyethylates and poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates. The special advantages of the claimed, novel preparation agents are their excellent wetting and spreading properties, their very good thread-locking properties and their excellent heat resistance. Even under high heat, the friction properties remain constant, which leads to very good and even yarn qualities. Undesired deposits on the heated parts of processing machines do not occur, or only in minimal quantities, since they depolymerize without leaving any residue, resulting in significantly longer machine running times.
Description
Für die Herstellung und Weiterverarbeitung von synthetischen Fasern und Filamenten ist der Einsatz von Chemiefaserhilfsmitteln erforderlich. Deren Aufgabe besteht darin, den Fasern und Filamenten die für deren Herstellung und Weiterverarbeitung erforderlichen Eigenschaften, wie z. B. Glätte, Antistatik, Fadenschlußvermögen usw. zu verleihen. Da die Anforderungen an die Chemiefaserhilfsmittel sehr vielfältig sind, genügt normalerweise der Einsatz einer einzelnen chemischen Substanz nicht, sondern es müssen spezielle Gemische eingesetzt werden. Mengenmäßig der größte Anteil wird hier normalerweise von den Gleitmitteln repräsentiert.The use of chemical fiber auxiliaries is necessary for the production and further processing of synthetic fibers and filaments. Their task is to give the fibers and filaments the properties required for their manufacture and further processing, such as. B. smoothness, antistatic, thread closure, etc. Since the requirements for chemical fiber auxiliaries are very diverse, the use of a single chemical substance is normally not sufficient, but special mixtures have to be used. The largest proportion in terms of quantity is usually represented by the lubricants.
In der Vergangenheit wurden als Gleitmittel üblicherweise Mineralöle verschiedener Zusammensetzungen und Viskositäten oder Esteröle verschiedener chemischer Struktur oder Mischungen aus beiden eingesetzt. Der hauptsächliche Vorteil besteht darin, daß sie in richtiger Abmischung den synthetischen Fäden jede gewünschte bzw. erforderliche Glätte verleihen können. Ein sehr wichtiges Auswahlkriterium hierfür ist die Viskosität der Öle. Im Allgemeinen gilt, je geringer die Viskosität, desto niedriger die Faden/Reibkörper-Reibung. Nachteilig machen sich aber, bedingt durch ihre niedrigen Siedepunkte bzw. -bereiche, ihre hohen Flüchtigkeiten, ihr schlechtes Fadenhaftungsvermögen sowie ihre geringe Hitzebeständigkeit bemerkbar. Durch die hohe Flüchtigkeit und das schlechte Fadenhaftungsvermögen wird dem Faden einerseits teilweise die Schutzwirkung der Spinnpräparation entzogen, was zu mechanisch bedingten Beschädigungen führen kann und zum anderen treten Ablagerungen in bzw. an den beheizten Teilen der Verarbeitungsmaschinen auf, wie z. B. auf beheizten Galetten, Heizplatten und Hotpins von Streckwerken bzw. Streckzwirnmaschinen oder in Konvektions- oder Kontaktheizern von Texturiermaschinen usw. Diese Ablagerungen werden wegen ihrer geringen Hitzebeständigkeit leicht und schnell zersetzt. Die flüssigen, bzw. teerartigen bzw. festen Zersetzungsprodukte können einen Verarbeitungsprozeß stark behindern oder gar unmöglich machen. Weniger flüchtige, hitzebeständige Produkte sind normalerweise höher viskos und besitzen somit höhere Reibungskoeffizienten, was sie als Gleitmittel ungeeignet macht.In the past, mineral oils of different compositions and viscosities or ester oils of different chemical structures or mixtures of the two have usually been used as lubricants. The main advantage is that, when properly mixed, they can impart any desired or required smoothness to the synthetic threads. A very important selection criterion for this is the viscosity of the oils. In general, the lower the viscosity, the lower the thread / friction body friction. Disadvantages, however, are noticeable due to their low boiling points or ranges, their high volatility, their poor thread adhesion and their low heat resistance. Due to the high volatility and the poor thread adhesion, the thread is partially deprived of the protective effect of the spin preparation, which can lead to mechanical damage and on the other hand, deposits occur in or on the heated parts of the processing machines, such as. B. on heated godets, hot plates and hot pins of drafting machines or drawing twisting machines or in convection or contact heaters of texturing machines etc. These deposits are easily and quickly decomposed because of their low heat resistance. The liquid, tar-like or solid decomposition products can greatly hinder a processing process or even make it impossible. Less volatile, heat-resistant products are usually more viscous and therefore have higher coefficients of friction, which makes them unsuitable as lubricants.
Das Gesagte gilt auch mit Einschränkungen für die anderen Bestandteile der Spinnpräparationen.What has been said also applies with restrictions to the other components of the spin finishes.
In der Vergangenheit, als noch relativ geringe Verarbeitungsgeschwindigkeiten und niedrigere Verarbeitungstemperaturen angewandt wurden, traten diese Probleme noch nicht so gravierend in den Vordergrund und man lernte damit umzugehen. Trotzdem wurde schon in den 60er Jahren die Forderung nach schwerflüchtigen und hitzebeständigen Präparationen erhoben.In the past, when relatively low processing speeds and lower processing temperatures were used, these problems did not come to the fore as seriously and one learned to deal with them. Nevertheless, the demand for non-volatile and heat-resistant preparations was raised in the 1960s.
Der rasante technische Fortschritt der letzten 10 Jahre mit der Entwicklung von Schnellspinn- bzw. Spinnstreckverfahren für Filamente und Stapelfasern, von Spinnstrecktexturierverfahren, von BCF-Garnen (bulked continuous filaments) und von Strecktexturierverfahren von Filamenten mit sehr hohen Geschwindigkeiten, machte die Entwicklung von vollkommen neuen Präparationen erforderlich. Die Hauptforderungen waren:
- Hitzebeständigkeit, geringe Flüchtigkeit, gute antistatische Wirksamkeit, gutes Netzvermögen, mittlere bis niedrige Faden/Reibkörper-Reibung, ausreichendes Fadenschlußvermögen, Verträglichkeit mit anderen Hilfsmitteln wie z. B. Spulölen oder Schmälzen sowie gute Auswaschbarkeit.
- Heat resistance, low volatility, good antistatic activity, good wetting ability, medium to low thread / friction body friction, sufficient thread engagement, compatibility with other aids such as. B. winding oils or malting as well as good washability.
Es bestand also die Aufgabe, Gleitmittel zu finden, die synthetischen Fasern und Filamenten eine mittlere bis niedrige Faden/Reibkörper-Reibung verleihen, bei gleichzeitig gutem Fadenschlußvermögen und die sich durch eine gute Hitzebeständigkeit und Fadenhaftungsvermögen auszeichnen, so daß Ablagerungen in Heizern oder auf Heizplatten, Galetten usw. nicht auftreten oder auf ein Minimum beschränkt sind.It was therefore the task of finding lubricants which impart a medium to low thread / friction body friction to synthetic fibers and filaments, at the same time having good thread closing capacity and which are distinguished by good heat resistance and thread adhesion, so that deposits in heaters or on heating plates, Godets etc. do not occur or are kept to a minimum.
Bekannt sind schon seit langem äthoxilierte Fettalkohole oder Fettsäuren als Gleitmittel, die auf Fäden aufgetragen, zu mittleren bis niedrigen Faden/Reibkörper-Reibungen führen, aber hinsichtlich ihrer Hitzebeständigkeit und Flüchtigkeit den gestellten Forderungen im allgemeinen nicht genügen.For a long time, ethoxylated fatty alcohols or fatty acids have been known as lubricants that are applied to threads and lead to medium to low thread / friction body friction, but generally do not meet the requirements with regard to their heat resistance and volatility.
Eine neue Entwicklung sind die Gruppe der Poly(-äthylen)-propylenoxid-mischalkoxylate, die auch bei mittlerer Viskosität der Produkte gute Gleitkomponenten darstellen und durch die rückstandslose Depolymerisation bei Arbeitstemperaturen um 250°C keine Ablagerungen an den Maschinenteilen verursachen. Bekannt geworden sind für diesen Verwendungszweck MischoxyaLkylate auf Basis von z. B. Butanol oder Pentaerythrit.A new development is the group of poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates, which are good sliding components even with a medium viscosity of the products and do not cause deposits on the machine parts due to the residue-free depolymerization at working temperatures around 250 ° C. MischoxyaLkylate based on z. B. butanol or pentaerythritol.
Die US-PS 3.997.450 der Fiber Industries Inc., Charlotte (USA), beschreibt die Verwendung alkylverschlossener Oxäthylate als Präparationsmittel, z. B. den Methyläther eines mit Ae0 umgesetzten Kokosfettalkohols. In der DT-PS 15 20 647 von Rohm and Haas Co. werden durch Olefin abgeschlossene Polyäther, z. B. Tertiärbutyläther von Alkoholen beschrieben, wie sie durch Umsetzung entsprechender Alkohole mit Isobutylen erhalten werden können. Bei den Verbindungen dieser Gruppe ist erkennbar, endständige offene alkoholische Hydroxylgruppen zu blockieren.US Pat. No. 3,997,450 to Fiber Industries Inc., Charlotte (USA) describes the use of alkyl-capped oxyethylates as preparation agents, e.g. B. the methyl ether of a coconut oil alcohol reacted with Ae0. In DT-PS 15 20 647 from Rohm and Haas Co. polyethers sealed by olefin, e.g. B. tertiary butyl ether of alcohols, as they can be obtained by reacting appropriate alcohols with isobutylene. The connections in this group is recognizable to block terminal open alcoholic hydroxyl groups.
In der US PS 3.834.935 werden Verbindungen als Schmiermittel für synthetische Filamente aus Polyester, Polyamid oder Polyacrylnitril beansprucht, die durch Addition von 1,2-Butylenoxid an ein- oder mehrwertige Alkohole, Alkylamine oder Alkanolamine und nachträglicher Anlagerung von Äthylenoxid hergestellt werden.In US Pat. No. 3,834,935, compounds are claimed as lubricants for synthetic filaments made of polyester, polyamide or polyacrylonitrile, which are produced by adding 1,2-butylene oxide to mono- or polyhydric alcohols, alkylamines or alkanolamines and subsequent addition of ethylene oxide.
Im Beispiel 1 und 2 sind zwei Co-Polymere unterschiedlichen Molekulargewichts beschrieben, die durch Umsetzungen des Initiatormoleküls Propylenglykol mit 1,2-Butylenoxid und nachträglicher Addition von Äthylenoxid hergestellt werden.Examples 1 and 2 describe two copolymers of different molecular weights, which are prepared by reacting the initiator molecule propylene glycol with 1,2-butylene oxide and subsequent addition of ethylene oxide.
Alle diese Verbindungen enthalten somit endständige hydrophile Polyäthylenglykoläthergruppierungen. Im Gegensatz hierzu sind die von uns in vorliegender Anmeldung beanspruchten Verbindungen endständig immer mit sich hydrophob verhaltenden Butylenglykol- äthergruppierungen versehen. Durch die Besonderheit dieser Struktur lassen sich die überraschend niedrigen Gleitwerte, das hervorragende Spreitungsvermögen, die ausgezeichneten Netzeigenschaften und die gute Hitzebeständigkeit begründen. Die Fadenauflagen liegen in der in der Praxis üblichen Größenordnung und umfassen den Bereich von 0,05 % bis 2,5 %, bevorzugt im Bereich von 0,08 % bis 1,5 %.All of these compounds thus contain terminal hydrophilic polyethylene glycol ether groups. In contrast to this, the compounds claimed by us in the present application are always provided with hydrophobic-acting butylene glycol ether groups. The peculiarity of this structure is the reason for the surprisingly low sliding values, the excellent spreading capacity, the excellent wetting properties and the good heat resistance. The thread layers are of the order of magnitude customary in practice and comprise the range from 0.05% to 2.5%, preferably in the range from 0.08% to 1.5%.
Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß die Verwendung von Butylenoxidaddukten von Fettalkoholoxäthylaten der allgemeinen Formel
- wobei R = C 8 - C 26
- n = 1 - 20
- m = 1 - 5
ist, als Präparation oder Präparationsbestandteil zur Herstellung von synthetischen Filamenten und Fasern besondere Vorteile bietet.It has now surprisingly been found that the use of butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates of the general formula
- where R = C 8 -C 26
- n = 1-20
- m = 1-5
is, as a preparation or preparation component for the production of synthetic filaments and fibers offers special advantages.
Zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind Produkte, in denen die Kettenlänge des eingesetzten Fettalkoholoxäthylates R = Cs - C26 betragen und auf Alkoholen synthetischer oder nativer Herkunft basieren kann und in denen der Äthoxylierungsgrad n des Fettalkohols zwischen 1 und 20 liegt und der Butoxylierungsgrad m zwischen 1 und 5.Products are suitable for use according to the invention in which the chain length of the fatty alcohol oxyethylate used is R = Cs-C 26 and can be based on alcohols of synthetic or native origin and in which the degree of ethoxylation n of the fatty alcohol is between 1 and 20 and the degree of butoxylation m between 1 and 5.
Zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind die beanspruchten Butylenoxidaddukte von Fettalkoholoxäthylaten allein oder in Mischung, wobei eine Kombination mit Fettalkoholoxäthylaten, Fettsäureoxäthylaten und Poly-(äthylen)-propylenoxid-mischalkoxylaten erfolgen kann.The claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates, alone or in a mixture, are suitable for use in accordance with the invention, it being possible to combine them with fatty alcohol oxyethylates, fatty acid oxyethylates and poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates.
Während äthoxylierte Fettalkohole oder Fettsäuren, Poly-(äthylen)-propylenoxidmischalkoxylate oder alkylverschlossene Oxäthylate zur Verwendung als Präparationsmittel oder -bestandteil in der Literatur beschrieben werden, findet sich kein Hinweis auf die beanspruchten Butylenoxidaddukte von Fettalkoholoxäthylaten. Verglichen mit der technisch aufwendigen Herstellung etwa der alkylverschlossenen Fettalkoholoxäthylate in mehreren Stufen ist hier hinzuweisen auf die leichte und wirtschaftliche Zugänglichkeit der beanspruchten Verbindungen durch Anlagerung von Butylenoxid an Fettalkoholoxäthylate.While ethoxylated fatty alcohols or fatty acids, poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates or alkyl-locked oxyethylates for use as preparation agents or constituents are described in the literature, there is no reference to the claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates. Compared with the technically complex production of the alkyl-locked fatty alcohol ethylates in several stages, it should be pointed out here that the claimed compounds are easily and economically accessible through the addition of butylene oxide to fatty alcohol ethylates.
Die beanspruchten Butylenoxidaddukte von Fettalkoholoxäthylaten zeichnen sich durch ein ausgezeichnetes Netz- und Spreitungsvermögen und gute Fadenschlußeigenschaften aus.The claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol ethylates are characterized by excellent wetting and spreading properties and good thread-closing properties.
Bei thermischer Behandlung weisen die Verbindungen eine sehr gute Hitzebeständigkeit auf, sie depolymerisieren rückstandsfrei und verursachen deshalb keine oder nur minimale Ablagerungen in den Verarbeitungsmaschinen. Gegenüber den oben aufgeführten, bisher für die Verwendung als Präparationsmittel oder -bestandteil eingesetzten Verbindungen ermöglichen die beanspruchten Butylenoxidaddukte von Fettalkoholoxäthylaten Garne verbesserter Qualität herzustellen bei minimaler Anschmutzung der Verarbeitungsmaschinen, wodurch sich wesentlich längere Maschinenlaufzeiten ergeben.With thermal treatment, the compounds have very good heat resistance, they depolymerize without residues and therefore cause no or only minimal deposits in the processing machines. Compared to the compounds listed above, previously used for use as a preparation or constituent, the claimed butylene oxide adducts of fatty alcohol oxyethylates enable yarns of improved quality to be produced with minimal contamination of the processing machines, which results in significantly longer machine running times.
Bedingt durch das ausgezeichnete Netzvermögen der beanspruchten Verbindungen erhält man sehr gleichmäßige Präparationsfilme auf der Oberfläche von synthetischen Fasern und Filamenten und hiermit konstante Reibungskoeffizienten. Dies garantiert konstante Reibeigenschaften an Fadenleitorganen, auf Streckwerken, auf Oberflächen von Kontaktheizern oder an Drallgebern von Streckzwirn, Zwirn- und Texturiermaschinen usw., was zu sehr guten und gleichmäßigen Garnqualitäten führt. Selbst bei längeren Lagerzeiten von z. B. POY- (Rre orientated yarn) Spinnspulen oder Streckkopsen bleiben die Reibungskoeffizienten, und damit das Reibverhalten, konstant. Dies bedeutet, daß die Präparation unverändert auf der Oberfläche der Fasern und Filamente bleiben und nicht durch Alterungs- oder Migrationseffekte eine Veränderung der Reibungskoeffizienten und damit der Verarbeitungseigenschaften verursachen, wie dies bei vielen Spinnpräparationen der Fall ist.Due to the excellent wetting ability of the claimed compounds, very uniform preparation films are obtained on the surface of synthetic fibers and filaments and thus constant coefficients of friction. This guarantees constant rubbing properties on thread guiding elements, on drafting devices, on the surfaces of contact heaters or on twisters of drawing twine, twisting and texturing machines etc., which leads to very good and uniform yarn qualities. Even with longer storage times of e.g. B. POY- (Rre oriented yarn) spinning bobbins or stretching cops, the coefficient of friction, and thus the friction behavior, remain constant. This means that the preparation remains unchanged on the surface of the fibers and filaments and does not cause a change in the coefficient of friction and thus the processing properties due to aging or migration effects, as is the case with many spin finishes.
In Abmischung mit verschiedenen hitzebeständigen Emulgatoren und Antistatika lassen sich gezielt Produkte herstellen, deren Reibungskoeffizienten in gewissen Grenzen unabhängig oder abhängig von der Präparationsauflage sind. Beides hat gewisse Vorteile. Sind die Reibungskoeffizienten abhängig von der Präparations-Auflage, so hat man die Möglichkeit, lediglich durch Variation derselben die Reibverhältnisse den betrieblichen Erfordernissen anzupassen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn verschiedene Titer mit unterschiedlichem Mattierungsgrad hergestellt werden, die ja bekanntlich den Einsatz von im Reibungsverhalten unterschiedlichen Präparationen erforderlich machen. Eine Unabhängigkeit der Reibungskoeffizienten von der Fadenauflage ist immer dann von Vorteil, wenn diese aus irgendwelchen Gründen starken Schwankungen unterliegt. Hierdurch werden normalerweise die Reibeigenschaften und damit die Fadenspannungen beeinflußt, was dann zu Problemen in der Weiterverarbeitung führen kann. Bei konstanten Reibverhältnissen trotz Schwankungen der Präparationsauflagen bleiben die Verarbeitungsbedingungen konstant, was eine konstante Garnqualität gewährleistet.In combination with various heat-resistant emulsifiers and antistatic agents, products can be produced in a targeted manner, the friction coefficients of which are, within certain limits, independent or dependent on the preparation layer. Both have certain advantages. If the coefficients of friction depend on the preparation overlay, you can only adjust the friction conditions to the operational requirements by varying them. This is particularly advantageous when different titers with different degrees of matting are produced, which, as is well known, require the use of different preparations in terms of friction behavior. Independence of the friction coefficients from the thread support is always advantageous if it is subject to strong fluctuations for some reason. This normally affects the friction properties and thus the thread tension, which can then lead to problems in further processing. With constant friction conditions despite fluctuations in the preparation runs, the processing conditions remain constant, which ensures constant yarn quality.
Die Präparationen können entweder als reine Öle oder aus wässrigen Lösungen bzw. Emulsionen aufgetragen werden. Auch organische Lösungsmittel kommen hierfür infrage. Die Art des Auftrages richtet sich nach den betrieblichen Gegebenheiten. So ist der Auftrag mittels rotierender Scheiben, durch Tauchen oder Sprühen oder mittels Präparationsdosierpumpen über Injektionsfadenführer möglich. Bei gleicher Höhe der Präparationsauflage werden die Eigenschaften der Präparation hierdurch nicht beeinflußt.The preparations can be applied either as pure oils or from aqueous solutions or emulsions. Organic solvents are also suitable for this. The type of order depends on the operational conditions. The application is possible by means of rotating disks, by dipping or spraying or by means of preparation metering pumps via injection thread guides. With the same height of the preparation pad, the properties of the preparation are not affected by this.
Das Anschmutzungsverhalten wurde unter folgenden Bedingungen getestet: Die zu untersuchenden Produkte wurden über Injektionsfadenführer mittels Präparationsdosierpumpen aus wäßrigen Flotten auf frisch gesponnene Polyesterfäden, bei einer Abzugsgeschwindigkeit von 3500 m/min, aufgetragen. Der Spinntiter lag bei 265/34 dtex. Diese Art des Präparationsauftrages gewährleistet bei gleicher Flottenkonzentration beim Einsatz unterschiedlicher Produkte eine annähernd gleiche Präparationsauflage. Die so hergestellten Polyestergarne wurden auf einer Heberlein-Texturiermaschine des Typs FZ 25 bei einer Geschwindigkeit von 100 m/min. bei einem Streckverhältnis von 1:1,59 mit Magnetspindeln strecktexturiert. Die Texturierdauer betrug 48 Stunden.The soiling behavior was tested under the following conditions: The products to be investigated were applied to freshly spun polyester threads at a take-off speed of 3500 m / min using injection thread guides using preparation metering pumps from aqueous liquors. The spin titer was 265/34 dtex. This type of preparation order guarantees an approximately the same preparation run with the same fleet concentration when using different products. The polyester yarns thus produced were on a Heberlein FZ 25 texturing machine at a speed of 100 m / min. with a stretch ratio of 1: 1.59, textured with magnetic spindles. The texturing time was 48 hours.
Zur Erfassung der anfallenden Schmutzmengen wurden die Metallrohre des Texturierheizers durch solche aus Glas ersetzt, die vor Versuchsbeginn genau ausgewogen wurden. Ferner wurden unterhalb der einzelnen Fadenaustrittsöffnungen des Texturierheizers spezielle Glasgefäße montiert, mit deren Hilfe die evtl. aus dem Heizrohren heraustropfenden Präparationsbestandteile aufgefangen und mengenmäßig erfaßt werden können. Durch Auswiegen der Glasrohre bzw. der Auffangschälchen können die anfallenden Mengen qualitativ und quantitativ erfaßt werden. Eine optische Beurteilung der Glasrohre gibt ferner über die Schmutzverteilung im Heizer Aufschluß.To record the amount of dirt accumulated, the metal tubes of the texturing heater were replaced by glass ones, which were precisely balanced before the start of the test. Furthermore, special glass vessels were installed below the individual thread outlet openings of the texturing heater, with the help of which the preparation components that might drip from the heating pipes can be collected and quantified. By weighing the glass tubes or the collecting bowls, the amounts can be recorded qualitatively and quantitatively. An optical assessment of the glass tubes also provides information about the dirt distribution in the heater.
Die Reibeigenschaften der zu untersuchenden Produkte lassen sich mit Hilfe handelsüblicher Meßgeräte bei unterschiedlichen Meßgeschwindigkeiten am laufenden Faden ermitteln. Als Trägermaterial wurden durch Schnellspinnen (3500 m/min.) vororientierte Polyestergarne eingesetzt (Spinntiter 265/34 dtex), die mit den zu untersuchenden Produkten nach der oben beschriebenen Methode aviviert wurden. Als Meßgerät wurde das F-Meter der Firma Rothschild eingesetzt. Zur Ermittlung der Faden/Reibkörper-Reibung wurde eine mattierte Chromwalze mit einem Durchmesser von 20 mm eingesetzt. Der Umschlingungswinkel betrug 180°. Zur Bestimmung der Faden/Faden-Reibung wurde ein Stück des zu untersuchenden Garns auf einer Länge von 60 mm unter einer genau definierten Vorspannung eingespannt. Um diesen Faden wurde der zu bewegende Faden viermal herumgeschlungen, wobei ein Umschlingungswinkel von 3 x 360° + 1 x 180° = 1260° resultiert. Die Durchführung und Auswertung der Messungen erfolgt nach der Methode von Dr. Lange von der Firma Hoechst.The frictional properties of the products to be examined can be differentiated using commercially available measuring devices Determine the measuring speeds on the running thread. Pre-oriented polyester yarns (spin titer 265/34 dtex) were used as the carrier material by rapid spinning (3500 m / min.), Which were finished with the products to be examined according to the method described above. The F-Meter from Rothschild was used as the measuring device. A matt chrome roller with a diameter of 20 mm was used to determine the thread / friction body friction. The wrap angle was 180 °. To determine the thread / thread friction, a piece of the yarn to be examined was clamped over a length of 60 mm under a precisely defined pretension. The thread to be moved was wrapped around this thread four times, resulting in a wrap angle of 3 x 360 ° + 1 x 180 ° = 1260 °. The measurements are carried out and evaluated using the method of Dr. Long from the Hoechst company.
Der Reibungskoeffizient wird überlicherweise in p-Werten angegeben und nach der Eytelweinschen Beziehung für die Seilreibung berechnet:
- Hier bedeutet S1 = vor dem Reibkörper angreifende Kraft
- S2 = nach dem Reibkörper vorhandene Kraft
- α = Umschlingungswinkel
- Here S 1 = force acting in front of the friction body
- S 2 = force present after the friction body
- α = wrap angle
Der Reibungskoeffizient u ist eine dimensionslose Größe.The coefficient of friction u is a dimensionless quantity.
Hier soll am Beispiel von drei unterschiedlichen Präparationsgemischen gezeigt werden, daß beim Einsatz der erfindungsgemäßen Butylenoxydaddukte an Fettalkoholäthoxylate das Anschmutzverhalten stark verringert werden kann. Folgende Produktgemische wurden nach der oben beschriebenen Methode während des Schnellspinnprozesses auf das Polyestergarn aufgetragen und dann auf der Texturiermaschine FZ 25 von der Firma Heberlein für 48 Stunden mit Magnetspindeln strecktexturiert.The example of three different preparation mixtures is intended to show here that the soiling behavior can be greatly reduced when the butylene oxide adducts of fatty alcohol ethoxylates according to the invention are used. The following product mixtures were applied to the polyester yarn using the method described above during the rapid spinning process applied and then stretch-textured for 48 hours on the FZ 25 texturing machine from Heberlein with magnetic spindles.
- I: 20 Teile Mineralöl (5°E) 40 Teile Isotridecylstearat 40 Teile eines Gemisches aus Fettsäureäthoxilat, Fettalkoholäthoxilat und Nonylphenol- äthoxilatI: 20 parts of mineral oil (5 ° E) 40 parts of isotridecyl stearate 40 parts of a mixture of fatty acid ethoxylate, fatty alcohol ethoxylate and nonylphenol ethoxylate
-
II: 65 Teile C10-C14-Fettalkoholoxäthylat mit 6-7 Mol Ae0 35 Teile Poly-(äthylen)-propylenoxid-mischalkoxylate
Erfindungsgemäße Präparation:II: 65 parts of C 10 -C 14 fatty alcohol oxyethylate with 6-7 moles of Ae0 35 parts of poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxylates
Preparation according to the invention: - III: 65 Teile Butylenoxydaddukt (1-2 Mol) an C10-C14-Fett- alkoholoxäthylat mit 6-7 Mol Ae0 35 Teile Poly-(äthylen)-propylenoxid-mischalk- oxylateIII: 65 parts of butylene oxide adduct (1-2 moles) of C 10 -C 14 fat - alcohol oxyethylate with 6-7 moles of Ae0 35 parts of poly (ethylene) propylene oxide mixed alkoxyates
Das Ergebnis kann Tabelle 1 entnommen werden.
Unter dem Einfluß einer Hitzebehandlung z. B. in Heizern von Texturiermaschinen und unter dem Einfluß von hohen Garndrehzahlen kann der Reibungskoeffizient durch Präparationsverluste stark ansteigen. Dies führt zu einer Erhöhung der Garnbeanspruchung, das dann wiederum zu erhöhten Kapillar-und Garnbruchzahlen und damit Qualitätsverlusten führen kann. Durch den Einsatz der erindungsgemäßen Butylenoxidaddukte wird dieser Anstieg stark vermindert.Under the influence of heat treatment e.g. B. in heaters of texturing machines and under the influence of high yarn speeds, the coefficient of friction can rise sharply due to preparation losses. This leads to an increase in the yarn load, which in turn can lead to increased capillary and yarn breakage numbers and thus loss of quality. This increase is greatly reduced by using the butylene oxide adducts according to the invention.
Um den Einfluß einer Hitzebehandlung auf das Reibverhalten zu überprüfen, wurden die - wie vorstehend beschrieben - avivierten schnellgesponnenen Polyestergarne auf der Heberlein FZ 25 heiß verstreckt und ohne Texturierung, d. h. ohne Spindelpassage aufgespult. Die Reibeigenschaften wurden mit Hilfe der Meßmethode nach Dr. Lange/Fa. Hoechst mit dem F-Meter der Firma Rothschild ermittelt. Die Präparationsauflagen wurden vor und nach der Hitzebehandlung bestimmt. Die Reibwertmessungen wurden zur Ermittlung der Faden-Faden-Reibung bei einer Fadengeschwindigkeit von 20 m/min. durchgeführt und für die Faden/Metall-Reibung bei 150 m/min.In order to check the influence of a heat treatment on the friction behavior, the fast-spun polyester yarns - as described above - were stretched hot on the Heberlein FZ 25 and wound up without texturing, ie without spindle passage. The friction properties were determined using the Dr. Lange / Fa. Hoechst determined with the Rothschild F-Meter. The preparation pads were determined before and after the heat treatment. The coefficient of friction measurements were used to determine the thread-thread friction at a thread speed of 20 m / min. carried out and for thread / metal friction at 150 m / min.
Eingesetzt wurden die unter Beispiel 1 angegebenen Produkte I, II und III.Products I, II and III given under Example 1 were used.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 enthalten.
Wie die Tabelle 2 zeigt, ist bei Produkt I wegen des hohen Präparationsverlustes eine starke Zunahme der Faden/Metall-Reibung und ein Abfall der Faden/Faden-Reibung festzustellen. Der gleiche Trend ist bei Produkt II zu beobachten. Produkt III zeigt zwar ebenfalls eine Reduzierung der Faden/ Faden-Reibung, die Faden/Metall-Reibung bleibt jedoch annährend konstant, d. h. daß durch die erfindungsgemäße Präparation die Garnbeanspruchung wesentlich geringer ist, was sich durch eine verringerte Anzahl von Kapillar- und Fadenbrüchen zeigt und zu wesentlich verbesserter Garnqualität führt.As Table 2 shows, a strong increase in thread / metal friction and a decrease in thread / thread friction can be seen in product I due to the high loss of preparation. The same trend can be observed for product II. Although product III also shows a reduction in thread / thread friction, the thread / metal friction remains approximately constant, i.e. H. that by the preparation according to the invention the yarn stress is significantly lower, which is shown by a reduced number of capillary and thread breaks and leads to significantly improved yarn quality.
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