EP0470102B1 - Verwendung von Triacetin in Gleitmitteln - 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 invention relates to the use of triacetin in textile lubricants and a method for reducing the viscosity of textile lubricants.
- Melting should ensure optimal yarn production from loose or upstream fiber materials and must therefore in particular improve the adhesive and sliding properties of synthetic staple fibers, natural fibers and / or mixtures of natural and synthetic fiber materials (Chwala / Anger: "Handbuch der Textilhilhilstoff", chapter 3.7, publisher Chemistry, Weinheim 1977).
- Fiber preparations and lubricants which contain smoothing agents, antistatic agents and / or emulsifiers as their main active substances, are solid, pasty or viscous. Since preference is given to liquid fiber preparations and slicing for processing reasons, fiber preparations and slicing are converted into a liquid form using adjusting agents (diluents). However, the higher the leveling agent content required for the desired viscosity, the more the effectiveness, in particular the effectiveness of the lubricant, of the preparations and lubricants decreases. Glycols and / or alkyl glycols are usually used as adjusting agents, but their toxicology is not harmless.
- the object on which the invention is based was therefore the development of fiber preparations and lubricants which have a viscosity suitable for the application, which prevent the tendency of fiber preparations and lubricants to curl, but at least considerably reduce them, and give the fiber materials excellent smoothness properties and very good antistatic properties. Furthermore the fiber preparations and lubricants to be developed are subject to the condition of being physiologically harmless.
- the invention accordingly relates to the use of triacetin in textile lubricants based on smoothing agents, antistatic agents and / or emulsifiers.
- Another object of the invention is a method for reducing the viscosity of textile lubricants, which is characterized in that textile lubricants based on smoothing agents, antistatic agents and / or emulsifiers are mixed with triacetin.
- textile lubricant includes in particular fiber preparations and finishing agents, for example smelting ("Ullmanns Encyclopedia of Industrial Chemistry", volume 23, pages 5-6, Verlag Chemie Weinheim 1983).
- the triacetin to be used according to the invention can be prepared in a manner known per se, for example according to EP-A-33 929, by reacting glycerol with acetic acid and acetic anhydride, if appropriate in the presence of catalysts.
- the textile lubricants can be used as smoothing agents, for example mineral oils, fatty acid esters with 8 to 22 carbon atoms in the fat residue and 1 to 22 carbon atoms in the alcohol residue, for example methyl palmitate, isobutyl stearate and / or 2-ethylhexyl tallow fatty acid, polyol carboxylic acid esters, for example coconut fatty acid esters of glycerol and / or alkoxylated glycerols, silicones, for example dimethylpolysiloxane and / or polyalkylene glycols, for example ethylene oxide / propylene oxide mixed polymers with average molecular weights between 600 and 6,000 (chemical fibers / textile industry 1977 335) included.
- mineral oils for example mineral oils, fatty acid esters with 8 to 22 carbon atoms in the fat residue and 1 to 22 carbon atoms in the alcohol residue, for example methyl palmitate, isobutyl stearate and / or 2-ethyl
- Suitable emulsifiers, wetting agents and / or antistatic agents are anionic, cationic and / or nonionic surfactants, such as mono- and / or diglycerides, for example glycerol mono- and / or glycerol dioleate, alkoxylated, preferably ethoxylated and / or propoxylated fats, oils, fatty alcohols 8 to 24 carbon atoms and / or C8 ⁇ 18 alkylphenols, for example castor oil with 25 moles of ethylene oxide (EO) and / or C16 ⁇ 18 fatty alcohol with 8 moles of propylene oxide and 6 moles of EO, if desired alkoxylated C8 ⁇ 24 fatty acid mono- and / or -diethanolamides, for example optionally ethoxylated oleic acid mono- and / or -diethanolamide, tallow fatty acid mono- and / or -diethanolamide and / or coconut fatty acid mono-
- smoothing agents In this exemplary list of smoothing agents, emulsifiers, antistatic agents and / or wetting agents, it must be taken into account that a large number of the substances mentioned have not only one function, but several functions: for example, a smoothing agent can simultaneously act as an antistatic agent and / or as an emulsifier.
- the optional triacetin-containing textile lubricants contain thread closure agents, e.g. B. polyacrylates, fatty acid sarcosides and / or copolymers with Maleic anhydride (Melliand Textile Reports 1977 , 197) and / or polyurethanes according to DE-A-38 30 468, pH regulators, for example C1 ⁇ 4-carboxylic acids and / or C1 ⁇ 4-hydroxycarboxylic acids, such as acetic acid and / or glycolic acid, alkali metal hydroxides , such as potassium hydroxide and / or amines such as triethanolamine, bactericides and / or anti-corrosion agents.
- thread closure agents e.g. B. polyacrylates, fatty acid sarcosides and / or copolymers with Maleic anhydride (Melliand Textile Reports 1977 , 197) and / or polyurethanes according to DE-A-38 30 468
- pH regulators for example C1 ⁇
- Triacetin-containing melts are usually sprayed onto synthetic staple fibers, natural fibers or mixtures of natural and synthetic fiber materials.
- the quantity of melt applied in undiluted form or in a mixture with water is between 0.1 and 3% by weight, based on the weight of the fiber materials.
- Triacetin-containing fiber preparations are applied in a known manner immediately after the capillaries have emerged from the spinneret.
- the fiber preparations which have a temperature between 18 and 60 ° C, are applied with the help of application rollers or with metering pumps using suitable applicators.
- the quantity of fiber preparations applied in undiluted form or in the form of aqueous emulsions is between 0.3 and 2% by weight, based on the weight of the thread bundle. After treatment with the preparations, the bundles of threads are wound on spinning bobbins.
- the aqueous emulsions of triacetin-containing fiber preparations usually contain 5 to 30% by weight of the undiluted fiber preparation.
- the fiber preparations according to the invention are preferably applied undiluted to polymeric filament materials, for example polypropylene, polyester and / or polyamide filaments.
- Triacetin which is toxicologically and ecologically harmless, also significantly reduces the tendency of textile lubricants to gel.
- the viscosities were determined using a Ubelhode viscometer.
- Fiber preparations of the following composition were used:
- the viscosity of the preparation was 146 mm2 / s at 20 ° C., and the viscosity of a 20% by weight aqueous emulsion was 31 mm2 / s at 20 ° C.
- the viscosity of the preparation was 115 mm2 / s at 20 ° C, the viscosity of a 20% by weight aqueous emulsion at 20 ° C was 23 mm2 / s.
- the viscosity of the preparation was 90 mm2 / s at 20 ° C, the viscosity of a 20 wt .-% aqueous emulsion at 20 ° C 7.5 mm2 / s.
- the viscosity at 20 ° C was 187 mm2 / s, the viscosity of a 20 wt .-% aqueous emulsion at 20 ° C 73 mm2 / s.
- the undiluted spin finishes A to D which had a temperature of 20 ° C., were applied to a preparation-free polypropylene multifilament (142 dtex) using a metering pump (oil coating: 0.5% by weight).
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft die Verwendung von Triacetin in textilen Gleitmitteln und ein Verfahren zur Reduzierung der Viskosität textiler Gleitmittel.
- Bei der Herstellung von synthetischen Fasermaterialien wird unmittelbar nach der Bildung der Filamente die Oberfläche der Fäden mit sogenannten Faserpräparationen behandelt ("Chemiefasern/Textil-Industrie" 1977, 328 - 335). Es ist allgemein bekannt, daß ohne eine solche Präparierung Synthesefasern weder hergestellt noch in der textilen Weiterverarbeitung verwendet werden können. Das Aufbringen eines Glättemittels ist notwendig, weil die ursprüngliche Oberfläche der meisten polymeren Fasermaterialien hohe Reibungskräfte verursacht, so daß durch die ständigen Kontakte mit beispielsweise Leitorganen während der Herstellungs- und Verarbeitungsprozesse ein Abscheuern der Fasern erfolgt, was letztlich zu Filament- oder Garnbrüchen führen kann. Des weiteren nehmen polymere Filamentmaterialien im allgemeinen nur wenig Wasser auf. Sie neigen daher dazu, zu isolieren und elektrische Aufladungen hervorzurufen. Selbst wenn die Fasern mit einem Glättemittel versehen sind, können trotzdem noch durch Reibung elektrostatische Aufladungen entstehen und das Abstoßen eines Filaments vom anderen kann den Verarbeitungsprozeß erschweren, wenn nicht sogar unmöglich machen.
- Schmälzen sollen eine optimale Garnherstellung aus losen oder vorgeordneten Fasermaterialien gewährleisten und müssen daher insbesondere die Haft- und Gleiteigenschaften von Synthesestapelfasern, Naturfasern und/oder Mischungen von natürlichen und synthetischen Fasermaterialien verbessern (Chwala/Anger: "Handbuch der Textilhilfsmittel", Kap. 3.7, Verlag Chemie, Weinheim 1977).
- Viele Faserpräparationen und Schmälzen, die als Hauptwirksubstanzen Glättemittel, Antistatika und/oder Emulgatoren enthalten, sind fest, pastös oder zähflüssig. Da aus verarbeitungstechnischen Gründen flüssigen Faserpräparationen und Schmälzen der Vorzug gegeben wird, werden Faserpräparationen und Schmälzen mit Stellmitteln (Verdünnungsmitteln) in eine flüssige Form überführt. Je höher der für die gewünschte Viskosität benötigte Gehalt an Stellmitteln ist, um so mehr nimmt jedoch die Wirksamkeit, insbesondere die Gleitmittelwirksamkeit, der Präparationen und Schmälzen ab. Üblicherweise werden als Stellmittel Glykole und/oder Alkylglykole eingesetzt eingesetzt, die jedoch hinsichtlich ihrer Toxikologie nicht unbedenklich sind.
- Aus der französischen Offenlegungsschrift FR-A-784966 ist es bekannt, cellulosehaltige Produkte mit Glycerinestern wie Triacetin zu behandeln, um den Produkten eine Appretur zu verleihen bzw. um einen Weichmacher-Effekt zu erzielen.
- Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand daher in der Entwicklung von Faserpräparationen und Schmälzen, die eine für die Applikation geeignete Viskosität besitzen, die die Gelneigung von Faserpräparationen und Schmälzen verhindern, zumindest jedoch erheblich reduzieren und die Fasermaterialien ausgezeichnete Glätteeigenschaften und eine sehr gute Antistatik verleihen. Des weiteren wird an die zu entwickelnden Faserpräparationen und Schmälzen die Bedingung gestellt, physiologisch unbedenklich zu sein.
- Überraschenderweise wurde gefunden, daß die an die Faserpräparationen und Schmälzen gestellten hohen Anforderungen von triacetinhaltigen Faserpräparationen und Schmälzen erfüllt werden.
- Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend die Verwendung von Triacetin in textilen Gleitmitteln auf Basis von Glättemitteln, Antistatika und/oder Emulgatoren.
- Weiterer Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Reduzierung der Viskosität textiler Gleitmittel, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß textile Gleitmittel auf Basis von Glättemitteln, Antistatika und/oder Emulgatoren mit Triacetin vermischt werden.
- Der Begriff "textile Gleitmittel" umfaßt insbesondere Faserpräparationen und Avivagemittel, beispielsweise Schmälzen ("Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie", Band 23, Seiten 5 - 6, Verlag Chemie Weinheim 1983).
- Das erfindungsgemäß einzusetzende Triacetin kann in an sich bekannter Weise, beispielsweise gemäß EP-A-33 929 durch Umsetzung von Glycerin mit Essigsäure und Essigsäureanhydrid, gegebenenfalls in Anwesenheit von Katalysatoren, hergestellt werden.
- Zur Herstellung der textilen Gleitmittel, insbesondere Faserpräparationen und Schmalzen werden Glättemittel und/oder Antistatika und/oder Emulgatoren und/oder gegebenenfalls weitere Additive und/oder gegebenenfalls Wasser bei 18 bis 25 °C mit Triacetin vermischt. Bevorzugt werden textile Gleitmittel, die
- 35 bis 95 Gew.-%
- Glättemittel, Emulgatoren, Antistatika und/oder Netzmittel
- 1 bis 40 Gew.-%
- Triacetin
- 0 bis 10 Gew.-%
- Additive, z. B.
pH-Wert-Regulantien, Fadenschlußmittel,
Bakterizide und/oder
Korrosionsschutzmittel und - 0 bis 50 Gew.-%
- Wasser
- 35 bis 95 Gew.-%
- Glättemitteln, Emulgatoren, Antistatika und/oder Netzmitteln
- 5 bis 30 Gew.-%
- Triacetin
- 0 bis 10 Gew.-%
- Additiven und
- 0 bis 30 Gew.-%
- Wasser
- Die textilen Gleitmittel können als Glättemittel, beispielsweise Mineralöle, Fettsäureester mit 8 bis 22 C-Atomen im Fettrest und 1 bis 22 C-Atomen im Alkoholrest, beispielsweise Palmitinsäuremethylester, Isobutylstearat und/oder Talgfettsäure-2-ethylhexylester, Polyolcarbonsäureester, beispielsweise Kokosfettsäureester von Glycerin und/oder alkoxylierten Glycerinen, Silikone, beispielsweise Dimethylpolysiloxan und/oder Polyalkylenglykole, beispielsweise Ethylenoxid/Propylenoxid-Mischpolymere mit mittleren Molekulargewichten zwischen 600 und 6.000 (Chemiefasern/Textil-Industrie 1977 335) enthalten. Als Emulgatoren, Netzmittel und/oder Antistatika kommen anionische, kationische und/oder nichtionische Tenside in Betracht, wie Mono- und/oder Diglyceride, beispielsweise Glycerinmono-und/oder Glycerindioleat, alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte und/oder propoxylierte Fette, Öle, Fettalkohole mit 8 bis 24 C-Atomen und/oder C₈₋₁₈-Alkylphenole, beispielsweise Rizinusöl mit 25 Mol Ethylenoxid (EO) und/oder C₁₆₋₁₈-Fettalkohol mit 8 Mol Propylenoxid und 6 Mol EO, gewünschtenfalls alkoxylierte C₈₋₂₄-Fettsäuremono- und/oder -diethanolamide, beispielsweise gegebenenfalls ethoxyliertes Ölsäuremono- und/oder -diethanolamid, Talgfettsäuremono- und/oder -diethanolamid und/oder Kokosfettsäuremono- und/oder diethanolamid, Alkali- und/oder Ammoniumsalze alkoxylierter, vorzugsweise ethoxylierter und/oder propoxylierter, gegebenenfalls endgruppenverschlossener C₈₋₂₂-Alkyl- und/oder C₈₋₂₂-Alkenylalkoholsulfonate, Umsetzungsprodukte aus gegebenenfalls alkoxylierten C₈₋₂₂-Alkylalkoholen mit Phosphorpentoxid oder Phosphoroxychlorid in Form ihrer Alkali-, Ammonium- und/oder Aminsalze, beispielsweise Phosphorsäureester von ethoxyliertem C12/14-Fettalkohol, neutralisiert mit Alkanolaminen, Alkali- und/oder Ammoniumsalze von C₈₋₂₂-Alkylsulfosuccinaten, beispielsweise Natriumdioctylsulfosuccinat und/oder Aminoxiden, beispielsweise Dimethyldodecylaminoxid. Bei dieser beispielhaften Aufzählung von Glättemitteln, Emulgatoren, Antistatika und/oder Netzmitteln muß berücksichtigt werden, daß eine Vielzahl der genannten Substanzen nicht nur eine Funktion, sondern mehrere Funktionen besitzen: Beispielsweise kann ein Glättemittel gleichzeitig auch als Antistatikum und/oder als Emulgator wirken.
- Als fakultative Bestandteile enthalten die triacetinhaltigen textilen Gleitmittel Fadenschlußmittel, z. B. Polyacrylate, Fettsäuresarcoside und/oder Mischpolymerisate mit Maleinsäureanhydrid (Melliand Textilberichte 1977, 197) und/oder Polyurethane gemäß DE-A-38 30 468, pH-Wert-Regulantien, beispielsweise C₁₋₄-Carbonsäuren und/oder C₁₋₄-Hydroxycarbonsäuren, wie Essigsäure und/oder Glykolsäure, Alkalihydroxide, wie Kaliumhydroxid und/oder Amine wie Triethanolamin, Bakterizide und/oder Korrosionsschutzmittel.
- Üblicherweise werden triacetinhaltige Schmälzen auf Synthesestapelfasern, Naturfasern oder Mischungen aus natürlichen und synthetischen Fasermaterialien aufgesprüht. Die Auftragsmenge der Schmälzen in unverdünnter Form oder in Mischung mit Wasser liegt zwischen 0,1 und 3 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Fasermaterialien.
- Die Applikation triacetinhaltiger Faserpräparationen erfolgt in bekannter Weise unmittelbar nach Austritt der Kapillaren aus der Spinndüse. Die Faserpräparationen, die eine Temperatur zwischen 18 und 60 °C haben, werden mit Hilfe von Auftragswalzen oder mittels Dosierpumpen über geeignete Applikatoren aufgebracht. Die Auftragsmenge der Faserpräparationen in unverdünnter Form oder in Form wäßriger Emulsionen liegt zwischen 0,3 und 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Fadenbündel. Nach der Behandlung mit den Präparationen werden die Fadenbündel auf Spinnspulen aufgewickelt.
- Die wäßrigen Emulsionen triacetinhaltiger Faserpräparationen enthalten üblicherweise 5 bis 30 Gew.-% der unverdünnten Faserpräparation.
- Aufgrund ihrer niedrigen Viskosität werden die erfindungsgemäßen Faserpräparationen vorzugsweise unverdünnt auf polymere Filamentmaterialien, beispielsweise Polypropylen-, Polyester-und/oder Polyamidfilamente appliziert.
- Im Vergleich zu den bekannten, stellmittelhaltigen textilen Gleitmitteln hat die Verwendung von Triacetin als Stellmittel in textilen Gleitmitteln keinen negativen Einfluß auf die glättende und antistatische Wirksamkeit solcher textiler Gleitmittel. Ferner bewirkt Triacetin, das toxikologisch und ökologisch unbedenklich ist, eine deutliche Reduzierung der Gelneigung von textilen Gleitmitteln.
- Die Viskositäten wurden mittels eines Ubelhode-Viskosimeters bestimmt.
- Es wurden Faserpräparationen folgender Zusammensetzung verwendet:
-
- 90 Gew.-%
- Kokosfettsäuremonoester von mit 10 Mol E0 ethoxyliertem Glycerin
- 10 Gew.-%
- Triacetin
- Die Viskosität der Präparation betrug bei 20 °C 146 mm²/s, die Viskosität einer 20 Gew.-%igen wäßrigen Emulsion bei 20 °C 31 mm²/s.
-
- 80 Gew.-%
- Kokosfettsäuremonoester von mit 10 Mol E0 ethoxyliertem Glycerin
- 20 Gew.-%
- Triacetin
- Die Viskosität der Präparation betrug bei 20 °C 115 mm²/s, die Viskosität einer 20 gew.-%igen wäßrigen Emulsion bei 20 °C 23 mm²/s.
-
- 70 Gew.-%
- Kokosfettsäuremonoester von mit 10 Mol EO ethoxyliertem Glycerin
- 30 Gew. -%
- Triacetin
- Die Viskosität der Präparation betrug bei 20 °C 90 mm²/s, die Viskosität einer 20 gew.-%igen wäßrigen Emulsion bei 20 °C 7,5 mm²/s.
-
- 100 Gew.-%
- Kokosfettsäuremonoester von mit 10 Mol EO ethoxyliertem Glycerin
- Die Viskosität betrug bei 20 °C 187 mm²/s, die Viskosität einer 20 gew.-%igen wäßrigen Emulsion bei 20 °C 73 mm²/s.
- Auf präparationsfreiem Polypropylenmultifilament (142 dtex) wurden die unverdünnten Spinnpräparationen A bis D, die eine Temperatur von 20 °C hatten, über eine Dosierpumpe aufgetragen (Ölauflage: 0,5 Gew.-%).
- Bei der Auswertung der Versuche wurden folgende Parameter bestimmt:
- Dynamische Reibungskoeffizienten gegen Stahl bei einer Geschwindigkeit von 100 m/min, gemessen am Rothschild F-Meter (Klima: 20°C, 65 % relative Feuchte)
elektrostatische Aufladung an Stahl bei einer Geschwindigkeit von 100 m/min, gemessen an Eltex Induktivvoltmeter (Klima: 20 °C, 65 % relative Feuchte) -
enthalten. Textile Gleitmittel mit
werden besonders bevorzugt.
Claims (4)
- Verwendung von Triacetin als Stellmittel in textilen Gleitmitteln auf Basis von Glättemitteln, Antistatika und/oder Emulgatoren.
- Ausführungsform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Triacetin in Mengen von 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, - bezogen auf die Gesamtpräparation - verwendet wird.
- Verfahren zur Reduzierung der Viskosität textiler Gleitmittel, dadurch gekennzeichnet, daß textile Gleitmittel auf Basis von Glättemittel, Antistatika und/oder Emulgatoren mit Triacetin vermischt werden.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß textile Gleitmittel mit - bezogen auf die Gesamtpräparation - 1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-% Triacetin vermischt werden.
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