EP0151402B1 - Spinnpräparation für das Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien - Google Patents
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- D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
- D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions
Definitions
- the multifilament threads are wound onto the spinning bobbin without rotation.
- the individual capillaries are present as a parallel bundle of threads, the cohesion of the individual capillaries only being brought about by the more or less pronounced adhesive effect of the spin preparation.
- these yarns are usually given a protective twist of a few turns per meter.
- this protective twist is not sufficient for many subsequent processing processes.
- the spin finishes used hitherto contain additives such as sarcosides or higher-viscosity polymers such as polyisobutylene as thread-closing agents.
- substances of this type are able to improve the thread-closing effect of spin finishes by increasing the adhesive forces between the individual capillaries.
- this only conveys a temporary thread closure, because these substances in the first wet process - e.g. when dyeing - to be washed out again.
- Another disadvantage that many of these thread closure agents have is their inadequate thermal stability. This severely limits their use for spin finishes intended for texturing or for technical yarns that have to go through a hot stretching process.
- the invention relates to spin finishes for the melt spinning of synthetic fiber materials based on smoothing agents, emulsifiers, wetting agents, antistatic agents and optionally other additives, characterized by a content of 1-30, preferably 5-15% by weight, on a C O. - -C 24 epoxy alkyl compound.
- the invention further relates to a method for achieving permanent thread closure during melt spinning of synthetic fiber materials, the claimed spin finish being applied to the fiber material in an amount of 0.3-2.0% by weight and then being heated to 150-250 ° degrees .
- the Cg-C 24 -epoxyalkyl compounds mentioned are derived from unsaturated Cg-C 24 -alkyl radicals containing fatty acids, fatty alcohols, fatty acid esters or olefins.
- the introduction of one or more epoxy groups is carried out according to known methods, for. B. by reacting the compounds containing at least one carbon double bond in the alkyl radical with hydrogen peroxide in the presence of formic acid.
- Preferred products are the epoxidation products of unsaturated C 12 ⁇ C 18 .
- Suitable products are the epoxidation products of oleic acid methyl ester, soybean oil fatty acid methyl ester, soybean oil, mixtures of unsaturated C 12 -C 18 fatty alcohols, 1,2-hexadecene, and the like.
- Common smoothing agents are mineral oils, fatty acid esters and alkylene oxide adducts or polymers.
- Suitable emulsifiers, wetting agents and antistatic agents are anionic and nonionic surfactants, such as ethylene oxide adducts with higher fatty alcohols, alkylphenols or other fatty substances, triethanolamine soaps, alkanesulfonates, phosphoric acid esters and the like.
- the treated threads are subjected to heat treatment, using temperatures of 150-250 ° C., preferably 150-230 ° C. This thermal aftertreatment, which is a prerequisite for the occurrence of the thread closure effect, can be carried out immediately after application of the preparation or at a later point in time in a separate operation.
- the preparations are sufficiently stable over longer periods.
- the method is suitable for achieving a permanent, temperature- and wash-resistant thread closure effect in the production of textile yarns, technical yarns or BCF (bulked continuous filament) yarns made of polyamide (PA), polyester (PES) or polyolefin, e.g. B. Polypropylene (PP).
- PA polyamide
- PET polyester
- PP polyolefin
- changes in the usual course of the process are not necessary.
- the spin finishes given below were applied as 10-25% aqueous emulsions immediately after the melt spinning process on various fiber materials.
- the application was carried out by means of application rollers in an amount of 0.5-1.3% by weight, based on the anhydrous preparation. Following the order, thermal fixation was carried out by heating to 150-230 ° C.
- the preparation of Example 7 contained no epoxy compound and served as a comparison substance.
- the thread closure effect was tested in the following way: The thread to be tested is clamped vertically in a holding device. The total length of the thread is 50 cm. The lower end of the thread is loaded with a weight of 5.7 g / tex (5.6 CN / tex). The thread is cut at 40 cm thread length with sharp scissors.
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Description
- Beim Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien und deren Weiterverarbeitung zu textilen oder technischen Garnen werden die multifilen Fäden ohne Drehung auf die Spinnspule aufgewickelt. Die Einzelkapillaren liegen als paralleles Fadenbündel vor, wobei der Zusammenhalt der Einzelkapillaren lediglich durch die mehr oder weniger stark ausgeprägte Adhäsionswirkung der Spinnpräparation bewirkt wird. Bei dem anschließenden Streckprozeß erhalten diese Garne normalerweise einen Schutzdrall von einigen Drehungen pro Meter. Dieser Schutzdrall ist aber für viele nachfolgende Verarbeitungsprozesse nicht ausreichend. Man muß die Fäden daher in einem getrennten Verfahrensschritt entweder zwirnen oder aber durch Umhüllen mit einem Schlichtefilm schützen. Sowohl das Hochzwirnen als auch das Schlichten sind teure zusätzliche Prozeßstufen. Deshalb wird seit langem nach Alternativen gesucht, um den Fadenschluß der Garne so zu verbessern, daß diese Verfahrensschritte überflüssig werden.
- Die bisher verwendeten Spinnpräparationen enthalten als Fadenschlußmittel Zusätze, wie Sarkoside oder höherviskose Polymere, wie Polyisobutylen. Substanzen dieser Art sind in der Lage- je nach verwendeter Konzentration - die Fadenschlußwirkung von Spinnpräparationen zu verbessern, indem sie die Adhäsionskräfte zwischen den Einzelkapillaren erhöhen. Hindurch wird aber nur ein temporärer Faden`- schluß vermittelt, weil diese Substanzen bei dem ersten Naßprozeß - z.B. beim Färben - wieder ausgewaschen werden. Ein weiterer Nachteil, den viele dieser Fadenschlußmittel aufweisen, ist ihre unzureichende Thermostabilität. Dadurch ist ihre Verwendung für Spinnpräparationen, die für die Texturierung bestimmt sind oder aber für technische Garne, die einen Heißstreckungsprozeß durchlaufen müssen, stark eingeschränkt.
- Gegenstand der Erfindung sind Spinnpräparationen für das Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien auf der Basis von Glättemitteln, Emulgatoren, Netzmitteln, Antistatika und ggf. sonstigen Additiven, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1-30, vorzugsweise 5-15 Gew.%, an einer CO--C24-Epoxy- alkylverbindung.
- Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Erzielung von permanentem Fadenschluß beim Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien, wobei die beanspruchte Spinnpräparation in einer Menge von 0,3-2,0 Gew.% auf das Fasermaterial aufgetragen und danach auf 150―250°Grad erhitzt wird.
- Die genannten Cg-C24-Epoxyalkylverbindungen leiten sich von ungesättigten Cg-C24-Akylreste enthaltenden Fettsäuren, Fettalkoholen, Fettsäureestern oder Olfinen ab. Die Einführung einer oder mehrerer Epoxidgruppen erfolgt nach bekannten Verfahren z. B. durch Umsetzung der wenigstens eine Kohlenstoffdoppelbindung im Alkylrest enthaltenden Verbindungen mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Ameisensäure. Bevorzugte Produkte sind die Epoxidierungsprodukte von ungesättigten C12―C18. Fettsäuren, -Fettalkoholen und -Fettsäureestern, z. B. Fettsäuremethylester, oder Fettsäureglyzeriden, sowie C12―C18-Olefinen. Beispiele für geeignete Produkte sind die Epoxidierungsprodukte von Ölsäuremethylester, Sojaölfettsäuremethylester, Sojaöl, Gemischen ungesättigter C12―C18-Fettalkohole, Hexadecen-1,2, und dergleichen.
- Die Epoxidverbindungen werden in Spinnpräparationen üblicher Art, bestehend aus Glättemitteln, Emulgatoren, Netzmitteln, Antistatika, und ggf. weiteren Additiven in Mengen von 1-30 Gew.%, bevorzugt 5-15 Gew.% eingearbeitet. Die Anwendung derartiger Spinnpräparationen erfolgt in üblicher Weise unmittelbar im Anschluß an den Schmelzspinnprozeß. Die Applikation erfolgt in Form von wässrigen Emulsionen oder von Lösungen in organischen Lösungsmitteln, z. B. in Testbenzin oder auch unverdünnt, sofern die Viskosität der konzentrierten Präparation für die Applikation geeignet ist. Die Auftragsmenge beträgt etwa 0,3-2,0 Gew.%, berechnet auf aktive Substanz. Der Auftrag erfolgt mit Hilfe von Auftragswalzen oder mittels Dosierpumpen über geeignete Applikatoren. Typische Zusammensetzungen für beanspruchte Spinnpräparationen bestehen aus:
- 35―60 Gew.% Glättemittel
- 8-20 Gew.% Epoxidverbindung
- 30-45 Gew.% Emulgatoren, Netzmittel, Antistatika
- Rest Wasser
- Gebräuchliche Glättemittel sind Mineralöle, Fettsäureester, sowie Alkylenoxidadukte bzw. -polymerisate. Als Emulgatoren, Netzmittel und Antistatika kommen anionische und nichtionische Tenside, wie Ethylenoxidadukte an höhere Fettalkohole, Alkylphenole oder andere Fettstoffe, Triethanolaminseifen, Alkansulfonate, Phosporsäureester und dergleichen in Betracht. Nach dem Aufbringen der Spinnpräparationen werden die behandelten Fäden einer Hitzebehandlung unterworfen, wobei Temperaturen von 150-250°C, vorzugsweise 150-230°C angewandt werden. Diese thermische Nachbehandlung, die Voraussetzung für das Eintreten des Fadenschlußeffektes ist, kann unmittelbar nach Aufbringen der Präparation oder auch zu einem späteren Zeitpunkt in einem getrennten Arbeitsgang erfolgen. Bei normaler Raum- bzw. Lagertemperatur sind die Präparationen über längere Zeiträume ausreichend stabil. Das Verfahren eignet sich zur Erzielung eines permanenten, temperatur- und auswaschbeständigen Fadenschlußeffektes bei der Herstellung textiler Garne, technischer Garne oder BCF-Garne (bulked continuous filament) aus Polyamid (PA), Polyester (PES) oder Polyolefin, z. B. Polypropylen (PP). Änderungen des üblichen Verfahrensablaufs sind - abgesehen von der thermischen Behandlung - nicht erforderlich.
- Die nachstehend angegebenen Spinnpräparationen wurden als 10-25 %ige wässrige Emulsionen unmittelbar im Anschluß an den Schmelzspinnprozeß auf verschiedene Fasermaterialien aufgetragen. Die Applikation erfolgte mittels Auftragswalzen in einer Menge von 0,5-1,3 Gew.%, bezogen auf wasserfreie Präparation. Im Anschluß an den Auftrag erfolgte die thermische Fixierung durch Erhitzen auf 150-230°C. Die Präparation des Beispiels 7 enthielt keine Epoxidverbindung und diente als Vergleichssubstanz. Der Fadenschlußeffekt wurde in folgender Weise geprüft: Der zu prüfende Faden wird senkrecht in eine Halterungsvorrichtung eingespannt. Die Gesamtlänge des Fadens beträgt 50 cm. Das untere Ende des Fadens wird mit einem Gewicht von 5,7 g/tex (5,6 CN/tex) belastet. Der Faden wird bei 40 cm Fadenlänge mit einer scharfen Schere durchschnitten. Durch die plötzliche Fadenentspannung findet eine Aufspleißung des freien Fadenendes in Einzelkapillaren statt, die je nach dem durch die Präparation bewirkten Fadenschluß von unterschiedlicher Größe ist. Ausgewertet wird der prozentuale Anteil der ungespleißten Fadenlänge zur Gesamtfadenlänge, wobei als Prüfwert der Mittelwert aus 20 Einzelmessungen angegeben wird. (Lit.: Büttner, R., Schrot, R., Textiltechnik 29 (1979) 4, Seite 223)
-
- 50% i-Tridecylstearat
- 10% Sojamethylester-Epoxid
- 14% Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
- 11% Kokosfettalkohol + 6 EO
- 9% Ölsäuremono/diglycerid
- 6% Petrolsulfonat, Na-Salz
-
- 40% Trimethylolpropan-tri-pelargonsäureester
- 15% Epoxystearinsäuremethylester
- 13% Oleyalkohol + 5 EO
- 13% Petrolsulfonat, Na-Salz
- 7% Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
- 9% Triethanolaminoleat
- 3% Wasser
-
- 50% EO/PO-Mischpolymerisat, MG 1500, EO/PO-Verhältnis 5:7
- 15% Sojamethylester-Epoxid
- 25% Nonylphenol + 10 EO
- 10% Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
-
- 50% EO/PO-Mischpolymerisat, MG 2000, EO/PO-Verhältnis 1:1
- 10% C12―C18-Epoxyfettalkohol-Gemisch
- 20% Nonylphenol + 15 EO
- 20% Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
-
- 50% i-Hexadecylstearat
- 10% Sojaöl-Epoxid
- 10% Ölsäuremono/diglycerid
- 10% C1Z-C14-Fettalkohol + 5 EO
- 15% C12―C18-Fettalkohol + 6 EO-mono/diphosphorsäureester, K-Salz
- 5% Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
-
- 50% EO/PO-Mischpolymerisat, MG 2000, EO/PO-Verhältnis 1:1
- 20% Epoxyhexadecan-1,2
- 20% Nonylphenol + 6,5 EO
- 10% Nonylphenol + 15 EO
-
- 45% Trimethylolpropan-tri-pelargonsäureester
- 20% Oleyalkohol + 5 EO
- 14% Petrolsulfonat, Na-Salz
- 7% Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
- 10% Triethanolaminoleat
- 4% Wasser
- Die Ergebnisse der Fadenschlußmessungen zeigt Tabelle 1.
Claims (6)
1. Spinnpräparation für das Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien auf der Basis von Glättemitteln, Emulgatoren Netzmitteln, Antistatika und ggf. sonstigen Additiven, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1-30, vorzugsweise 5-15 Gew.%, an einer C8-C24-Epoxyalkylverbindung.
2. Spinnpräparation gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Epoxidierungsprodukt von ungesättigten C12―C18-Fettsäuren, -Fettalkoholen, -Fettsäureestern oder Olefinen.
3. Spinnpräparation gemäß Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Epoxidierungsmprodukten von Ölsäuremethylester, Sojafettsäuremethylester, Sojaöl, Gemischen ungesättigter C12―C18-Fettalkohole, Hexadecen-1,2.
4. Spinnpräparation gemäß Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
35-60 Gew.% Glättemittel
8-20 Gew.% Epoxidverbindung
30-45 Gew.% Emulgatoren, Netzmittel, Antistatika
Rest Wasser
5. Verfahren zur Erzielung eines permanenten Fadenschlußeffektes beim Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien aus Polyamid, Polyester oder Polyolefin, dadurch gekennzeichnet, daß man im Anschluß an das Schmelzspinnen 0,3-2,0 Gew.% einer Spinnpräparation gemäß Anspruch 1-4, berechnet als aktive Substanz, auf das Fadenbündel aufbringt und dieses anschließend einer Hitzebehandlung bei 150-250°C, vorzugsweise 150-230°C unterwirft.
6. Anwendung von Spinnpräparationen gemäß Anspruch 1-4 in unverdünnter Form, oder als wässrige Emulsion, oder als Lösung in einem organischen Lösungsmittel.
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