NL8320077A - Antistatische weefsels waaronder speciale vezels met hoge vochtopname, alsmede daaruit vervaardigde voorwerpen. - Google Patents

Description

V PCT/N/31.709-Kp/vD -1- λλλ77 83200//

Antistatische weefsels waaronder speciale vezels met hoge vochtopname, alsmede daaruit vervaardigde voorwerpen.

De uitvinding heeft betrekking op antistatische, comfortabele en slijtvaste weefsels, geschikt voor de vervaardiging van damesondergoed, kousen, panties en dergelijke.

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op weef-5 seis opgebouwd uit speciale textielvezels, die vervaardigd zijn uit verknoopte lineaire hygroscopische polymeren met hoog molecuulgewicht, welke speciale vezels grote hoeveelheden vocht kunnen absorberen zonder tenietgaan van de textieleigenschappen van de vezels.

10 De vervaardiging van dunne weefsels uit een groot aantal verschillende vezels is bekend, bijv. uit zijde, nylon, polyester en dergelijke. Deze dunne weefsels zijn gebruikt in een groot aantal kledingstukken, in het bijzonder onderkleding, bijv. onderbroeken, onderhemden, kousen, panties en dergelij-15 ke.

Teneinde de eigenschappen van dergelijke uit dun gebreide weefsels vervaardigde kledingstukken te verbeteren zijn er wijzigingen in de structuur van de vezels aangebracht, zoals de dikte van de monofilamenten tot 7 denier per fila-20 ment, veellobbige dwarsdoorsneden, bicomponente filamenten en vervanging van de gebreide weefsels door "non-woven" weefsels. Ondanks deze enorme krachtinspanning hebben alle van de thans bestaande textielvezels, welke worden toegepast bij de vervaardiging van dunne weefsels voor gebruik in dergelijke 25 kledingstukken, zoals damesondergoed, kousen, panties en dergelijke, nog altijd verscheidene nadelen. Dergelijke weefsels voelen bijvoorbeeld klam aan, zijn oncomfortabel, plakken aan de huid en geven aanleiding tot de vorming van elektrostatische lading. Onderzoek op dit gebied heeft uitgewezen, 30 dat dergelijke tekortkomingen althans ten dele te wijten zijn aan een onvoldoende vocht absorptievermogen van de vezels, waaruit het textiel is vervaardigd. Dientengevolge zijn er veel pogingen ondernomen het absorptievermogen van textielvezels te verbeteren.

35 Bekend is bijvoorbeeld acrylzuren en methacrylzuren te enten op nylon textielfilamenten door activering van het 8320077 κ.

- 2 - polyamidefilamentoppervlak voor bestraling. Een andere benadering was het ontwikkelen van acrylvezels met een absorptievermogen van rond 15% door de vorming van een systeem van fijne kapillairen, verkregen tijdens het spinnen van de fila-5 menten. Nog een andere ontwikkeling was de vervaardiging van gemodificeerde polyesterfilamenten voor damesondergoed, waarbij het vochtabsorptievermogen van de polyester werd opgevoerd tot ca. 15% door een partiële sulfonering van het aromatische gedeelte van de macromolecuul.

10 Nog een andere methode voor het opvoeren van het absorptievermogen van dergelijke typen weefsels berust op de toevoeging van een sterker absorberende vezel tijdens de vervaardiging. In de onderstaande tabel is de vochtopname opgenomen van sommige conventionele vezels, vervaardigd uit 15 diverse natuurlijke, kunstmatige, en synthetische vezels, zoals gerapporteerd door R.W. Moncrief in Man-Made Fibers, 6e druk, (1975) blz. 324.

TABEL

Vezel Vochtopname 20 - --- wol 16 nylon 4,0 polyester 0,4 acryl 0,9 25 katoen 8,5 viscose 12,0 celluloseacetaat 6,5

Weefsels die 1-100% vezels uit amine bevattende polymeren, verknoopt door een poly- of difunctioneel alkyle-30 ringsmiddel, bevatten, zijn beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.140.265, Richter et al, overgedragen aan Rohm & Haas Co. Dergelijke weefsels blijken bestand te zijn tegen de ontwikkeling van statische elektriciteit en zijn voorts gekenmerkt door gunstige verf en vochtopname. De vezels 35 kunnen zijn samengesteld uit 50-100 mol % van tenminste één monomeer, uit de groep van methylacrylaat, ethylacrylaat, acrylamide, methacrylamide, met N-alkyl gesubstitueerd acrylamide en acrylonitril.

Acrylvezels met verbeterde hydrofiele en antistati-40 tische eigenschappen naast behoud van de fysische eigenschap- 8320077 - 3 - pen zoals knoopsterkte en rek zijn voorgesteld voor opname in ondergoed in het Amerikaanse octrooischrift 3.733.386 Shimoda, et al, overgedragen aan American Cyanamid Co. Deze acrylvezels zijn vervaardigd uit polymeren met tenminste 5 80 gew.% acrylonitril en een copolymeriseerbaar monomeer door behandeling van de acrylvezel in een gestrekte gezwollen natte-gel toestand met een verknopingsmiddel, hydrolysatie van de verknoopte natte-gel vezel met een mineraalzuur, en al dan niet behandeling van de gehydrolyseerde verknoopte 10 natte-gel vezel met een waterige oplossing van een ammonium-of metaalzout, gevolgd door het drogen van de vezel. De eventuele behandeling met de waterige zoutoplossing verleent aan de vezels antistatische eigenschappen. Overeenkomstig de in dit octrooischrift beschreven voorbeelden zijn er vochtopname-15 waarden verkregen van slechts ca. 15%. Wanneer bovendien de behandeling met de waterige zoutoplossing werd toegepast, bleek het mogelijk een oppervlakteweerstand van minder dan ΙΟ1*^ ohm te verkrijgen, welke waarde de algemene geaccepteerde maximale waarde is voor het elimineren van ongewenste 20 ophoping van hoge statische lading.

Yamamoto, et al beschrijft in de Amerikaanse octrooi-schriften 3.626.049, 3.759.849 en 3.846.386 verknoopte acrylvezels in hoofdzaak bestaande uit acrylonitril, die bestand zijn tegen heet-water en die aanvoelen als zijde, alsmede 25 geweven of gebreide weefsels daaruit. Deze vezels zijn vervaardigd door hittebehandeling voor het verkrijgen van verknoping van vezels, die zijn verkregen door extrusie van een zure oplossing van een copolymeer, dat is verkregen door copolymerisatie in een zuur medium (a) van een vinylmonomeer-30 materiaal in hoofdzaak bestaande uit acrylonitril en (b) een monomeer met een gehalogeneerde s-triazinyl- of gehalogeneer-de pyrimidinylgroep in aanwezigheid van (c) een polymeriseer-baar onverzadigd monomeer en/of (d) proteïne.

Verknoopte vezels en filamenten van acrylonitril-35 copolymeren voor het verbeteren van een dimensionale stabiliteit zijn beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.131.724, Radlmann, et al. Volgens dit octrooischrift wordt een acrylonitrilcopolymeer met tenminste 20 m Val carboxyl-groepen per kg polymeer opgelost in een polair oplosmiddel 8320077 - 4 - met tenminste ëên polyoxazoline bij een temperatuur van 20 120°C, waarna de oplossing tot filamenten werd gesponnen. Verknoping werd daarna bewerkstelligd door verwarming van de filamenten tot een temperatuur van 120 - 190°C, waarbij de carboxyl-5 groepen gingen reageren met de oxazolineringen onder vorming van ester- en amidestructuren. Echter teneinde te komen tot een bevredigende conditie met betrekking tot comfort, anti-statische eigenschappen en dergelijke werd in uitvoerige studies vastgesteld , dat het nodig is een aanzienlijke hoeveel-10 heid, d.w.z. tussen 15 en 30% van een hydrofiele vezel met een vochtopname van tenminste ca. 8% toe te voegen aan een hydrofobe vezel met een lage vochtopname van ca. 2%. Dergelijke naar verhouding grote toevoegingen van de hydrofiele component leiden echter tot diverse nadelige gevolgen, waaronder 15 afname van de elasticiteitsmodulus, treksterkte, soepelheid en krimp.

Dienovereenkomstig is het doel van de uitvinding het verschaffen van lichtgewicht weefsels, die al dan niet geweven of gebreid kunnen zijn en die gebruikt kunnen worden 20 voor de vervaardiging van kleding, die in aanraking komt met het menselijk lichaam, in het bijzonder damesonderkleding, met inbegrip van ondergoed, kousen, panty en dergelijke met anti-statische eigenschappen en die confortabel en slijtvast zijn.

25 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van speciaalvezels voor toepassing als textiel, waarbij het noodzakelijk is grote hoeveelheden vocht te kunnen absorberen zonder nadelige beïnvloeding van treksterkte en andere vezel-eigenschappen.

30 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van filamenten en vezels met een hoog absorptievermogen en antistatische eigenschappen, die gebruikt kunnen worden in weefsels voor de vervaardiging van kleding en andere voorwerpen.

35 Een ander en specifiek doel van de uitvinding is het verschaffen van lichtgewicht slijtvast en antistatische panty en kousen, uit textielvezels vervaardigd van verknoopte lineaire homopolymeren, zoals polyacrylzuur en poly(hydroxy-ethylmethacrylaat) met hoog molecuulgewicht, die hun textiel- 8320 07 7 - 5 - eigenschappen zoals treksterkte niet verliezen bij testen onder natte omstandigheden.

Deze en andere doelen van de uitvinding, welke duidelijk zullen blijken uit de hierna volgende beschrijving 5 worden in algemeenheid verwezenlijkt door het opnemen in een weefsel tenminste ca. 1 gew.% van een nieuwe speciaalvezel, die vervaardigd is uit een lineair hygroscopisch homopolymeer met slechts koolstof tot koolstofbindingen in het polymeer-skelet en hydrofiele zijketens in de zich herhalende eenheden, 10 waarbij het polymeer is gevormd uit een monomeer uit de groep a, β-ethylenisch onverzadigde alifatische carbonzuren, α,β-ethylenische onverzadigde alifatische sulfonzuren, hydroxy-alkylesters van deze alifatische carbon- en sulfonzuren, en glycidylesters van deze alifatische carbon- en sulfonzuren, 15 zoals polymeren met een molecuulgewicht in het traject van 100.000 - 500.000, een verwekingspunt in het traject van 210-245°C en een glasovergangstemperatuur Tg van boven 115°C, waarbij de homopolymeren zijn verknoopt bij een verknopings-dichtheid van één verknoping per 40 - 100 zich herhalende 20 monomeereenheden van het homopolymeer. Deze speciaaltextiel-vezels kunnen tot ca. 40 gew.% van de vezel vocht absorberen zonder verlies van mechanische sterkte en andere textiel-eigenschappen en zijn voorts gekenmerkt door een Rockwell hardheid van tussen 40 tot 60.

25 Volgens de onderhavige uitvinding kunnen van deze speciaalvezels diverse typen weefsels worden samengesteld of vervaardigd, waaronder ineengrijpénde garens of draden verkregen van getwiste garens en die van viltachtige eigenschappen, waarbij de vezels of filamenten zijn ineengevlochten of in-30 eengegrepen met of zonder klevende binding bij het punt waar ze elkaar kruisen of ineengrijpen. Het bovengenoemde type weefsel kan zijn geweven, gebreid, geknoopt, of gevlochten vervaardigd uit garens, vezels of filamenten van het bovengenoemde type. De volgens de uitvinding beoogde "non-woven" 35 weefsels kunnen ook verkregen worden door willekeurige verdeling van een groot aantal vezels met hetzij korte lengte dan wel van continue lengte. Dit omvat weefsels, verkregen door kaarden desgewenst het door op elkaar leggen van een groot aantal gekaard vlies met de machinerichting van het 8320077 - 6 - vlies, dat evenwijdig aan elkaar op elkaar is gelegd dan wel diverse hoeken teneinde in de eigenschappen van het resulterende weefsel anisotropie of isotropie te verkrijgen, in het bijzonder met betrekking tot de sterkte en kleven. Tussen-5 vormen, die ook genoemd kunnen worden als hybridevormen, van weefsels kunnen ook in aanmerking komen, zoals het type weefsel dat bekend staat als naaldvilt, waarin een geweven of gebreid weefsel vezels of filamenten heeft, welke door het geweven basisweefsel zijn doorgeslagen.

10 De diverse weefsels kunnen geheel zijn gevormd uit weefsels, filamenten en garens van het boven beschreven type, maar bij voorkeur omvatten ze een mengsel van vezels of filamenten van dit type met vezels of filamenten van andere typen, hetzij van natuurlijke hetzij van kunstmatige oorsprong. Even-15 zo kunnen de weefsels zijn gevormd uit een mengsel van garens uit vezels of filamenten van het boven beschreven type met garens gevormd uit andere vezels, hetzij natuurlijke, hetzij kunstmatige. Zo kunnen de weefsels bevatten vezels, filamenten of garens van katoen, wol, zijde, linnen, nylon, poly-20 etheentereftalaat (bijv. Dacron), geregenereerde cellulose-rayons, celluloseacetaat, caseïne, vinylharsvezels, zoals copolymeren van vinylchloride en vinylacetaat of acryloni-tril, en in het bijzonder polyester, polyacrylonitrilen en polyamiden. De verhouding van vezels, filamenten of garens 25 verkregen uit de verknoopte hygroscopische homopolymeren met hoog molecuulgewicht in de weefsels kan variëren van 1-100%. Gebleken is echter, dat een gewichtsverhouding van 1-10%, in het bijzonder 2-10% volkomen geschikt is voor het modificeren van de bestendigheid tegen statische elektriciteit 30 zonder nadelige beïnvloeding van de mechanische en textiel-eigenschappen van het weefsel, zoals treksterkte, elastici-teitsmodulus, greep enz..

Weefsels, waarin een versterkend element aanwezig kan zijn, ter bevordering van de sterkte van het weefsel, van 35 bijvoorbeeld een glasgaren, dat op bepaalde afstanden van elkaar door een weefsel zijn geweven bevatten de garens, die gevormd zijn uit vezels van de onderhavige uitvinding, afwisselend met de glasvezel of filamentgarens, vallen ook binnen het kader van de uitvinding.

8320077 - 7 -

Een essentieel kenmerk van de weefsels volgens de uitvinding is, dat zij tenminste 1 gew.%, bij voorkeur tenminste 2 gew.% en in het bijzonder 2-10 gew.%, van het weefsel, vezels, filamenten of garens bevatten, welke gevormd 5 zijn uit de verknoopte hygroscopische lineaire homopolymeren met hoog molecuulgewicht van de ethylenisch onverzadigde carbon- of sulfonzuren of de hydroxyalkylesters of glycidyl-esters daarvan.

De filamenten, vezels of garens en weefsels, daaruit 10 vervaardigd, kunnen worden onderworpen aan andere gebruikelijke bewerkingen zoals krimpen, kroezing, twijning, bekleding, verzachting of smering teneinde weven, knoping en andere textielbewerkingen te bevorderen.

De volgens de boven beschreven procedure vervaardig-15 de filamenten, draden of garens·^geschikt bij de vervaardiging van diverse typen weefsels. Zij zijn in het bijzonder geschikt voor de vervaardiging van lichtgewicht en dunne weefsels, zoals gebruikt bij de vervaardiging van kledingstukken, in het bijzonder intieme kledingstukken, bijv. onderkleding 20 waaronder ondergoed, onderhemden, kousen, panty en dergelijke.

Ofschoon vezels en filamenten volgens de uitvinding gebruikt kunnen worden te zamen met alle natuurlijke en synthetische materialen, mengsels met nylons, polyacrylmate-rialen en polyester verdienen in het bijzonder de voorkeur 25 bij dunne weefsels. In geval van continue filamenten en garens voor kousen, panty, enz. kunnen de filamenten samengetwijnd worden met andere componenten van het weefsel. In geval van nylons, die een vochtopname van tussen 3,2 en 3,7%, ca. 2-4 gew.% van de speciaalvezels, hebben zijn voldoende 30 voor het bereiken van een geleidbaarheid van meer dan 10 , wordt -10 cm/ohm. In het algemeen-aangenomen, dat boven 10 cm/ohm zich geen moeilijkheden voordoen met betrekking tot statische lading.

Wanneer de massa van het textielmateriaal in het 35 weefsel bestaat uit bijv. acrylmaterialen of polyesters, die een veel lagere vochtopname hebben, bijv. tussen 0,4 en 0,8%, is het gebleken, dat tot ca. 10%, bij voorkeur 4-10% van de speciaalvezels dient te worden toegevoegd teneinde het geconditioneerde weefsel voldoende geleidend te maken 8320077 - 8 - ter voorkoming van elk merkbaar statisch ongemak. In geval van gesponnen garens, zoals in ondergoed, shirts, etc. worden de spciaalvezels volgens de uitvinding gemengd met de andere, overheersende component in de vorm van stapelvezels 5 in geschikte verhoudingen voor het verkrijgen van de gewenste waarde van de elektrische geleiding.

De naar verhouding geringe hoeveelheid van de geleidende filament of vezel, bijvoorbeeld 2-10%, blijkt praktisch geen invloed te hebben op de mechanische eigenschappen 10 van de garens en weefsels van het gerede textielgoed.

In het bijzonder, weefsels die vooral geschikt zijn voor de vervaardiging van intieme kledingstukken, waaronder "woven, non-woven" of gebreide weefsels met een gewicht van minder dan 20 g/m , hebben een treksterktemodulus van ten-15 minste 30 g, betrokken op 1 denier dwarsdoorsnede van het weefsel, een treksterkte van tenminste 3 g eveneens betrokken op 1 denier dwarsdoorsnede van het weefsel, een rek bij breuk van tenminste 30%, een vochtabsorptievermogen in het traject van 30-50 gew.% van het droge weefsel en een elektrische ge-20 leiding van tenminste 10 10 (ohm/cm)-1; deze weefsels bevatten 2-10 gew.% van het weefsel van de speciaalvezel volgens de uitvinding.

Deze weefsels zijn in het bijzonder geschikt voor de vervaardiging van kledingstukken, in het bijzonder onderkle-25 ding, panties en kousen, die antistatisch, comfortabel en slijtvast zijn en hun mechanische, thermische, elektrische en fysiologische eigenschappen behouden zelfs na absorptie van 35-40% of meer hun drooggewicht aan vocht.

De onderhavige uitvinding is ten dele gebaseerd op 30 de waarneming dat katoen en andere natuurlijke cellulose vezels, zoals hennep, vlas en ramee een naar verhouding hoog vochtevenwichtsgehalte (tot ca. 15%) hebben maar desondanks bij testen bij natte omstandigheden geen verlies aan treksterkte hebben. Aan de andere kant blijken alle viscoserayons bij 35 een gemiddelde vochtgehalte van 10-12% in de natte toestand ca. 70% van hun treksterkte te verliezen. Aangenomen wordt, dat deze discrepantie grotendeels kan worden toegeschreven aan de aanzienlijk hogere molecuulgewichten en kristallijn zijn van de natuurlijke cellulosevezels. Zo is bijvoorbeeld 8320077 - 9 - het molecuulgewicht van de cellulosevezels meer dan 10 keer groter dan dat van de rayons, terwijl de mate van kristallijn zijn ca. 95% hoger is.

Teneinde synthetische vezels te vervaardigen met een 5 hoog absorptievermogen tot 50% vochtopname toe, die de benodigde hoeveelheid is voor het verkrijgen van significante verbetering in het weefsel dat toegepast wordt voor het vervaardigen van kledingstukken, zoals onderkleding en dergelijke is het noodzakelijk gebruik te maken van synthetische 10 polymeermaterialen met een molecuulgewicht van tenminste 100.000 tot 500.000 toe. Echter voor dergelijke polymeermaterialen met hoog molecuulgewicht en met hydrofiele groepen aan het polymeerskelet maakt de onregelmatige bouw van de sterk hygroscopische keten onmogelijk het verkrijgen van 15 hoge mate van kristallijn zijn. Dienovereenkomstig wordt volgens de onderhavige uitvinding het verknopen van polymeer-ketens toegepast in plaats van het kristallijn zijn van de natuurlijke cellulosematerialen teneinde dezelfde hoge sterkte-eigenschappen te verkrijgen bij de natuurlijke 20 kristallijne vezels.

Naast een hoog molecuulgewicht, voor het verschaffen van de gewenste mechanische eigenschappen, waaronder modulus, treksterkte, rek etc. bij een textielvezel dienen de volgens de uitvinding toegepaste polymeermaterialen in 25 staat te zijn vezels te verschaffen, die voldoen aan de volgende additionele vereisten: (a) vochtopname, d.w.z. het vermogen tot 40 gew.% toe vocht op te nemen zonder achteruitgang van de textiel-eigenschappen; 30 (b) antistatische eigenschappen, d.w.z. een opper- vlakteweerstand van minder dan 10 ^ ohms; (c) bestendigheid tegen wassen en chemisch reinigen, d.w.z. moet bestand zijn tegen herhaald wassen en/of chemisch reinigen en wel tot 25 keer of meerdere keren toe 35 zonder verlies in mechanische eigenschappen, verschieten, enz.; (d) bestendigheid tegen atmosferische invloeden, d.w.z. moet bestand zijn tegen licht, zuurstof, ozon, zure verontreinigingen en dergelijke zonder verlies in mechanische eigenschappen, verschieten, enz..

8320077 - 10 -

Weefsels met slechts 10 gew.% van de speciaalvezels volgens de uitvinding voldoen aan alle voorgaande vereisten, terwijl tegelijkertijd voldaan wordt aan de vereiste van comfort, slijtvastheid en antistatische eigenschappen, die es-5 sentieel zijn in kledingstukken, in het bijzonder damesondergoed, panties, kousen en dergelijke.

De filamenten of vezels volgens de uitvinding worden verkregen door verknopen van zeer dunne filamenten of vezels uit de lineaire hygroscopische homopolymeren van α,β-ethyle-10 nisch onverzadigde alifatische carbonzuren, α,β-ethylenisch onverzadigde sulfonzuren, de hydroxyalkylesters van deze zuren en de hydroxyglycidylesters van deze zuren; de bruikbare homopolymeren hebben een molecuulgewicht van tenminste 100.000, in het bijzonder van 100.000 tot 500.000, en bij 15 voorkeur van 150.000 tot 400.000.

In het algemeen kan gebruik worden gemaakt van mono-meren met 1-10 koolstofatomen, en bij voorkeur met 1-6 koolstof atomen. Voorbeelden van de α,β-onverzadigde alifatische carbonzuren zijn crotonzuur, acrylzuur, methacrylzuur, 20 ethacrylzuur, ot-isopropylideenacrylzuur, α-vinylacrylzuur en dergelijke. Van deze zuren verdienen acrylzuur en methacrylzuur de voorkeur. Polyacrylzuren met een molecuulgewicht van tot 500.000 toe en meer zijn in de handel verkrijgbaar en verdienen in het bijzonder de voorkeur voor toepassing in de 25 onderhavige uitvinding.

Als voorbeeld van de ehtylenisch onverzadigde alifatische sulfonzuren kan elk van de voorgaande carbonzuren, waarin de carboxyl-(-COOH)groep is vervangen door de sulfon-zuur-(-SO^H)groep worden gebruikt. Voorkeursvoorbeelden van 30 de olefinische onverzadigde sulfonzuren zijn vinylsulfonzuur en p-styreensulfonzuur.

De hydroxyalkylesters van deze alifatische carbonzuren en sulfonzuuresters kunnen 1-3 hydroxylgroepen bevatten, bij voorkeur 1 of 2 hydroxylgroepen en liefts 1 hydroxyl-35 groep. De alkylrest van de hydroxyalkylesters kunnen 1 tot 8, bij voorkeur 1 tot 4 koolstofatomen bevatten. Voorbeelden van de hydroxyalkylesters zijn: 2-hydroxyethylacrylaat, 2-hydroxy-propylacrylaat, 3-hydroxypropylacrylaat, 4-hydroxybutyl-acrylaat, 5-hydroxypentylacrylaat, 2-hydroxyethylmethacrylaat, 8320 07 7 - 11 - 2-hydroxypropylmethacrylaat, 3-hydroxypropylmethacrylaat, 4-hydroxybutylmethacrylaat en de hydroxyacrylaten, alsmede hydroxymethacrylaten van de overeenkomstige sulfonzuren. Hiervan verdient hydroxyethylmethacrylaat de voorkeur als mono-5 meer, terwijl poly(hydroxyethylmethacrylaat) meteen hoog molecuulgewicht commercieel gemakkelijk verkrijgbaar is.

Als voorbeelden van de hydroxyglycidylesters van de alifatische carbonzuren en sulfonzuren kunnen worden genoemd de hydroxyglycidylesters van acrylzuur, crotonzuur, vinylsul-10 fonzuur en p-styreensulfonzuur.

Teneinde de fijne textielmonofilamenten te vervaardigen tot een denier van 7 of minder uit deze lineaire hy-groscopische polymeren worden de polymeren vochtig gesponnen voorafgaande aan de verknoping, teneinde ongehinderde lami-15 naire stroming door de spindop mogelijk te maken. Dit kan gemakkelijk worden bereikt door bereiding van een waterige spin-oplossing van het polymeer in de vorm van een sol bij een vaste-stofconcentratie, afhankelijk van het molecuulgewicht van het polymeer van 5-35, bij voorkeur 15-25, gew.%. De spin-20 oplossing kan worden gecoaguleerd in een waterige zoutoplossing, die water onttrekt aan het polymeerfilament tengevolge van de osmotische werking van het zout. Zo wordt het polymeer-sol omgezet in een niet-verknoopt gel, dat reversibel kan worden omgezet in een oplossing. De gelatineuze filamenten, waar-25 in de afzonderlijke macromoleculen worden gehouden is slechts te danken aan van der Waals-krachten of waterstofbindingen, die door rek kunnen worden georiënteerd tot elke gewenste mate. Na het bereiken van deze toestand worden de filamenten overgebracht in een tweede bad met een verknopingsmiddel erin, 30 waar de filamenten worden verknoopt door de inwerking van covalente chemische bindingen.

De vervaardiging van kunstmatige en synthetische filamenten uit spinoplossingen van niet-verknoopte polymeermate-rialen gevolgd door spinnen, rek en verknopen is algemeen be-35 kend. Geschikte procedures, die kunnen worden toegepast voor de hygroscopische polymeren met hoog molecuulgewicht volgens de uitvinding zijn bijvoorbeeld beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3.140.265 en 3.733.386.

8320077 - 12 -

In een voorkeursprocedure wordt het polymeermateriaal in de vorm van een fijn poeder overgebracht in de vereiste hoeveelheid gedestilleerd water en vervolgens zachtjes zo lang geroerd tot het materiaal volledig is opgelost. Afhankelijk 5 van het molecuulgewicht van het polymeer varieert de concentratie van de spinoplossingen tussen 5-35% en bij voorkeur tussen 15-25%. Teneinde een probleemloos spinnen te waarborgen dient de absolute viscositeit van de spinoplossing te liggen tussen 20-2000 poises gemeten bij 20°C. Binnen dit gebied 10 van de spinoplossingviscositeit kunnen spinsnelheden worden gerealiseerd van 73-183 m/min. De spinoplossing dient te worden ontlucht en zorgvuldig gefiltreerd. De ontluchting kan worden uitgevoerd onder vacuum, terwijl de oplossing langzaam een schijfvormig vat passeert. Filtratie kan worden uitge-15 voerd met behulp van kaarsfilters, soortgelijk als die worden gebruikt bij het viscose rayon-proces. Aangezien de spinoplossingen praktisch neutraal zijn (tussen 6,5-7,2) kan men gebruik maken van "woven" of "non-woven" weefsels van katoen of rayon voor de filtratie. Na de filtratie wordt de oplossing, 20 die een viscositeit heeft van bij voorkeur tussen 100 en 300 poises gepompt naar de spindop, bij voorkeur onder gebruikmaking van tandwielpompen, aangezien zij ervoor zorgen, dat er geen lucht in de spinoplossing terecht komt. Bevredigende resultaten worden verkregen met spindoppen met 40-72 gaten, 25 elk met een diameter van ca. 0,080 mm. Ook is het voordelig gebruik te maken van een tapse verzinking, die ongeveer de helft van de lengte van het kanaal van de spindop is.

Het is bovendien ook mogelijk stapelvezels te vervaardigen met spindoppen met 4.000 gaten van overigens het-30 zelfde ontwerp en afmetingen.

Het spinbad wordt gehouden op een temperatuur tussen 25-45°C en bestaat uit een neutrale of zure zoutoplossing; bijvoorbeeld NH^Cl in een concentratie van 15-20% bleek bevredigende resultaten te geven. Zoals bekend uit het spinnen 35 van viscose rayon worden de doorsneden van de filamenten beïnvloed door de chemische aard en concentratie van het bad. Teneinde gewenste doorsneden te verkrijgen bleek voordelig aan het spinbad toe te voegen in een hoeveelheid tussen 0,5-10%.

8320077 - 13 -

Bij het terechtkomen van de garens in het bad worden zij gedehydrateerd door de osmotische druk en omgezet in een rekbaar gel. Ze worden vervolgens geleid over een eerste rol en dan op een afstand van bijvoorbeeld ca. 2,5 m over een 5 andere rol, waarvan de oppervlaktesnelheid sneller is dan die van de eerste rol, bijvoorbeeld 2,5 maal, teneinde rek en moleculaire oriëntatie te bewerkstelligen. Als resultaat van deze rek worden de afzonderlijke macromoleculen evenwijdig aan elkaar gerangschikt en uitgerekt, waarbij ze tot een be-10 paalde mate langs elkaar glijden, omdat op dat moment zij nog niet verknoopt zijn via chemische binding. Na het verlaten van het eerste bad worden de filamenten geleid in een tweede bad, waarin zij worden verknoopt door chemische binding. Een efficiënte manier van verknopen kan plaats vinden, wanneer 15 het tweede waterige bad een in water oplosbaar verknopingsmid-del bevat, dat in staat is te worden geabsorbeerd door het gelfilament tijdens het passeren van het tweede bad. Derge-lijke bifunctionele verknopingsmiddelen zijn bijvoorbeeld di-carbonzuren of anhydriden, glycolen of diaminen of andere bi-20 functionele reactieve verbindingen. De verknopingsreactie voltrekt zich in het tweede bad, hetzij thermisch (40-50°C), hetzij onder invloed van een katalysator. Na verlaten van het tweede bad bij een snelheid van 90-140 m/min worden de filamenten gedroogd onder toepassing van gebruikelijke methoden 25 en tenslotte op een spoel opgewonden.

De verknopingsstap kan worden gerealiseerd zonder chemische middelen, gewoonweg door blootstelling van de filamenten hetzij aan de inwerking van ioniserende straling, hetzij aan snelle elektronen. In dit geval is er geen tweede bad 30 nodig, terwijl de filamenten worden blootgesteld aan de bestraling tijdens hun opwinden op de spoel.

De uitvinding zal thans nader worden beschreven aan de hand van de volgende voorbeelden.

VOORBEELD I

35 Een oplossing van polyacrylzuur met een molecuulge- wicht van 260.000 werd bereid in gedestilleerd water met een concentratie van 18,5% polymeer bij 40°C. De oplossing werd ontlucht in vacuum gedurende 24 uur en daarna met behulp van 8320077 - 14 - een tandwielpomp geleid via een kaarsfilter naar een spindop met 40 openingen, waarvan elk een diameter had van 0,080 mm. Deze oplossing werd geëxtrudeerd in een bad, dat 6% NH4C1, 11% MgSO^ en 1,2% I^SO^ bevatte bij 40°C. De gelfilamenten, 5 die gevormd zijn onmiddellijk na contact van de oplossing met het bad, zijn door het bad gevoerd over een afstand van ca.

6 m, terwijl ze zijn ondersteund door glasrollen en wel op en neer bij een snelheid van ca. 69 m/min. Aan het eind van deze coagulatieperiode werden de filamenten door een tweede bad ge-10 leid, dat 2,5% ethyleendiamine en 12% NH^Cl in water bevatte. Tengevolge van de inwerking van het ethyleendiamine, dat geleidelijk in de gelfilamenten doordringt, werd covalente verknoping verkregen tussen de afzonderlijke moleculen van poly-acrylzuur, onder oplevering van een in water onoplosbaar 15 sterk opgezwollen filamentbundel. De lengte van het verkno-pingsbad is 5,5 m, terwijl de garens op en neer worden gevoerd met behulp van glasrollen bij een snelheid van 27 m/min onder oplevering van verknoopte filamenten met een chemische verknoping (transversale covalente binding) per elke 50 tot 20 60 monomeereenheden van de polymeerketen.

Na deze behandeling werd de filamentbundel gewassen in een derde bad van gedestilleerd water gedurende ca. 3 min. De filamenten werden vervolgens opgewonden en met warme lucht gedroogd. De totale dwarsdoorsnede van de vezelbundel had een 25 denier van 160 hetgeen overeenkomt met ca. 4 denier per filament, een luchtdroge treksterkte van 2,5 g/denier en een rek bij breuk van 40%. Deze filamenten kunnen tot 45 gew.% toe water opnemen bij onderdompeling in een bad van zuiver water bij 25°C zonder verlies van hun coherentie en treksterkte-30 eigenschappen.

VOORBEELD II

De procedure van voorbeeld I werd herhaald, behalve dat het molecuulgewicht van het acrylzuurpolymeer opgevoerd werd tot 300.000; de in het spinbad gevormde gelfilamenten 35 zijn geleid over de glasrollen bij een gereduceerde snelheid van 21 m/min, terwijl in het verknopingsbad de snelheid werd gereduceerd van 27 m/min tot 12 m/min^ffilamenten werden gewassen gedurende 10 min in het derde bad van gedestilleerd water.

8320077 - 15 -

De verkregen filamenten hadden dezelfde eigenschappen als die uit voorbeeld I.

VOORBEELD III

Er werd een 22,5% oplossing van poly(hydroxyethyl-5 methacrylaat) met een molecuulgewicht van 185.000 bereid door oplossing van het droge poedervormige polymeer in water bij 25°C. De oplossing werd ontlucht door deze in een vacuumcon-tainer te houden gedurende 24 uren bij 40°C, waarna de oplossing met behulp van een tandwielpomp werd geleid naar een 10 spindop met 72 openingen elk met een diameter van 0,080 mm.

De oplossing werd geëxtrudeerd in een waterig bad, dat 2,5% Na2S0^, 5% MgSO^ en 2,5% I^SO^ bevatte, met een snelheid van 18 m/min. Onmiddellijk na het terechtkomen in het bad coagu-leerden de filamenten tot een gel, dat met een factor van 1,25 15 werd gerekt en in het bad gehouden over een afstand van 3,6 m, terwijl het via glazen rollen op en neer werd bewogen. De ge-coaguleerde filamenten werden vervolgens in een ander bad geleid, dat 8% MgSO^ en 5% oxaalzuur bevatte. De temperatuur van dit bad werd op 60°C gehouden. De filamenten bewogen zich 20 voort met een snelheid van 3,6 m/min en over een totale afstand van 5,5 m.

Onder invloed van oxaalzuur vond verknoping plaats, waarbij de filamenten covalent aan elkaar gebonden werden en in waterige systemen onoplosbaar bleken.

25 Na wassen werden de filamenten gedroogd, die dan een dikte van 3,5 denier per filament hadden, bij een treksterkte van 2,8 g/denier en rek tot breuk van 28%.

De uit deze filamenten vervaardigde garens zijn in staat tot 38% vocht op te nemen zonder verlies van hun waarde-30 volle textieleigenschappen.

VOORBEELD IV

Voorbeeld III werd herhaald, behalve dat het poly- (hydroxyethylmethacrylaat) een molecuulgewicht had van 260.000, de geëxtrudeerde gelfilamenten legden in het coagulatiebad een de 35 afstand af van ca. 12 m door op en neer., geleiden over glasrollen, terwijl ze gestrekt werden met een factor van 1,25 en in het tweede bad, dat als verknopingsmiddel oxaalzuur bevatte 8320 07 7 - 16 - en voorts magnesiumsulfaat werden de filamenten voortbewogen met een snelheid van 3,6 m/min over een afstand van ca. 5,5 m.

De verkregen filamenten hebben dezelfde eigenschap-5 pen als in voorbeeld III.

VOORBEELDEN V-VIII

Garens werden verkregen door samentwijnen van hetzij 5 gew.% of 10 gew.% van de vezels uit voorbeeld II met poly-ethyleentereftalaatvezels of nylonvezels, waarna de eigenschap-10 pen van de garens werden gemeten. Als controle werden tevens de eigenschappen gemeten van de polyethyleentereftalaatgarens en nylongarens zonder toevoeging van de hydrofiele vezels volgens de uitvinding. De hierbij verkregen resultaten zijn in de onderstaande tabel vermeld.

15 83 2 0 07 7 - 17 -

<N

Eh * M ^ ^ ιΗ l η Οι lo oo -h O H 0\0 £ o fl^rl

>lH £ CM

Λ CD O

cd h oo ^ oo m oo (1) X3 > cm oo η 'Ö £ a tn O <U 0 0 > Ü) £ tn cö Q) > 0 [" 4-· H ·> CD Eh co τ o σ> m +) n H co on

CD CD CM

e > o\o

£ CD sf CD H

£ CD £ Lil (Ö -H 0

0Μ-Ι H O LO OO LO

>00 O H

£ tn £ rl f1 Ή r~'

CD CD

ON Eh OM’OOOO'T

> (D Η O'- CM

CD > CM

O

+J CD H £ CD

£1 Q) -H

rt! MH W £ O

O £ PQ N rÖ > <; £ xi £ lo

CD O

Eh Sh£ H o rt1 cm cm lo

CÖ cö >00 CO I-H

O > Ï3 o\0 £

H

g tn O £

\ -H

tn o\“ -p tn £ £ <d Η ·Η ιΗ

CD

CO £ Μ-> nQ

£ CD U Λί I—I Ti °\° CD £

£ \ to CD

Ό tn £ ecS £ Ο ·Η £ Λ

g £ -P

£ cn -.π λ; m ov

Φ V £ CD O

a -H CD CD £ 00 a CD -U £ (Ö .μ Λ! ,£) r£ -n Λ Ή £ O £ ü O CD 4-) ω Λ en ·Η -1-) Ο £ £ d tn 4J 4) ft CD cn Λί en g

tn rö 0) ^ £ -H

Η H £ CD H £

M w EH Pi W M

8320077 » - 18 -

Uit de voorgaande voorbeelden blijkt, dat de verknoopte hydrofiele vezels volgens de uitvinding uitstekende fysische eigenschappen hebben naast hun gunstige chemische en anti-statische eigenschappen. Zo zijn bijvoorbeeld de on-5 derhavige speciaalvezels gekenmerkt door een Young's Modulus van tenminste 8 g per denier. Dientengevolge kunnen deze vezels vermengd worden met gebruikelijke textielvezels, zoals polyesters, polyamiden, acrylen en dergelijke zonder nadelige beïnvloeding van de mechanische sterkte-eigenschappen 10 van de uit deze vezelmengsels bereide weefsels.

Bovendien zijn weefsels, die slechts 1-10% van de speciaalvezels volgens de uitvinding bevatten, in het bijzonder geschikt voor de vervaardiging van kledingstukken, bedde-goed, industriële weefsels en dergelijke, terwijl weefsels 15 met aanzienlijk grotere hoeveelheden van de speciaalvezels, bijvoorbeeld tenminste 20 gew.%, in het bijzonder tenminste 50 gew.%, met succes kunnen worden gebruikt voor toepassingen waar rek en dergelijke geen rol spelen, bijvoorbeeld als ver-bandmateriaal voor brandwonden, bij welke toepassing de hydro-20 fiele eigenschappen van groot belang zijn.

6 310 0 7 7

Claims (18)

1. Textielweefsel, dat is bestand tegen ophoping van statische lading, met het kenmerk, dat het weefsel tenminste 1 gew.% van aaneengekoppelde hydrofiele vezels bevat, welke in staat zijn tot 50 gew.% van de vezel vocht te 5 absorberen zonder verlies van mechanische sterkte en andere textieleigenschappen, welke hydrofiele vezels een Rockwell-hardheid hebben van 50-60 en uit een lineair hygroscopisch homopolymeer van een monomeer uit de groep α,β-ethylenisch onverzadigde carbonzuren, α,β-ethylenisch onverzadigde sulfon-10 zuren, hydroxyalkylesters van dergelijke zuren en hydroxy-glycidylesters van dergelijke zuren bestaan, welke polymeren een molecuulgewicht hebben van 100.000 tot 500.000, een ver-wekingspunt van 210-245°C, en een glasovergangstemperatuur Tg van boven ca. 115°C, terwijl het polymeer verknoopt is bij een 15 verknopingsdichtheid van ca. 1 chemische verknoping per ongeveer 40-100 zich herhalende monomeereenheden van het polymeer.

2. Weefsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 2-10 gew.% hydrofiele vezels bevat.

3. Weefsel volgens conclusie 2, met het ken- 20. e r k, dat de hydrofiele vezels uit verknoopt polyacrylzuur bestaan.

4. Weefsel volgens conclusie 2, met het ken merk, dat de hydrofiele vezels uit verknoopt poly(hydroxy-ethylmethacrylaat) bestaan.

5. Weefsel volgens conclusie 1, met het ken merk, dat het monomeer is gekozen uit de groep van acryl-zuur, methacrylzuur, crotonzuur, hydroxyethylmethacrylaat, hydroxyethylacrylaat, hydroxypropylacrylaat, hydroxybutyl-acrylaat, hydroxypentylacrylaat, hydroxypropylmethacrylaat 30 en hydroxybutylmethacrylaat.

6. Weefsel volgens conclusie 2, met het ken merk, dat het 90-98 gew.% overige textielvezels bevat, gekozen uit de groep polyestervezels, polyamidevezels en polyacrylonitrilvezels, of mengsels daarvan.

7. Weefsel volgens conclusie 6, met het ken merk, dat het weefsel minder weegt dan 20 g/m2, een vocht-absorptievermogen heeft van 30-50 en een elektrische geleiding van tenminste 10 ^/ohm. 8320 07 7 € - 20 -

8. Kledingstuk, ondergoed, dat gedragen wordt in contact met het menselijk lichaam, welk kledingstuk is vervaardigd uit het weefsel volgens conclusie 1.

9. Kledingstuk volgens conclusie 8 in de vorm van een 5 panty.

10. Kledingstuk volgens conclusie 8 in de vorm van kousen.

11. Kledingstuk volgens conclusie 8 in de vorm van ondergoed .

12. Kledingstuk in de vorm van een panty, dat is ver vaardigd uit het weefsel volgens conclusie 7.

13. Kledingstuk volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de hydrofiele vezels uit verknoopte poly-acrylzuur of verknoopte poly(hydroxyethylmethacrylaat) be- 15 staan.

14. Kledingstuk in de vorm van kousen, met het kenmerk, dat deze zijn vervaardigd uit het weefsel volgens conclusie 7.

15. Kledingstuk volgens conclusie 14, met het 20 kenmerk, dat de hydrofiele vezels uit verknoopte poly-acrylzuur of verknoopte poly(hydroxyethylmethacrylaat) bestaan.

16. Kledingstuk in de vorm van ondergoed, met het kenmerk, dat dit is vervaardigd uit het weefsel volgens 25 conclusie 7.

17. Kledingstuk volgens conclusie 16, met het kenmerk, dat de hydrofiele vezels uit verknoopte poly-acrylzuur of verknoopte poly(hydroxyethylmethacrylaat) bestaan. 30 8320077 _ ƒ / ^ PCT/N/31.709-Kp/cs 1 Behoort bij schrijven d.d. 8 november 1983 aan de Octrooiraad, inzake O.A. 83.20077 t.n.v. Sheldon M. Atlas._ b. v. a. ïTJ NIEUWE CONCLUSI 10N0VI983

18. Hydrofiele vezels, die in hoofdzaali^bfeataan.....ui fr fcen lineair hygroscopisch homopolymeer van een monomeer, met het kenmerk, dat het monomeer een α,β-ethylenisch onverzadigd carbonzuur, α,β-ethylenisch onverzadigd sulfon-5 zuur, een hydroxyalkylester van een dergelijk zuur of een hydroxyglycidylester van een dergelijk zuur is, welke polymeren een molecuulgewicht hebben van 100.000 tot 500.000, een verwekingspunt van 210-245°C, en een glasovergangstemperatuur Tg van boven ca. 115°C, terwijl het polymeer verknoopt is bij 10 een verknopingsdichtheid van ca. 1 chemische verknoping per ongeveer 40-100 zich herhalende monomeereenheden van het polymeer. ^^^8320 07 7