DD299385A7

DD299385A7 - Temperaturbestaendige spinnpraeparation fuer polyesterendlosfaeden feiner texturtiter

Info

Publication number: DD299385A7
Application number: DD20334577A
Authority: DD
Inventors: Klaus-Dieter Ahlers; Juergen Peschel; Frank Jenke; Rolf Scheer; Manfred Szellatis; Werner Jugel
Original assignee: Chemiefaser Guben Gmbh Abt. Schutzrechte Und Neuererwesen,De; Thueringische Faser Ag Schwarza,De
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1992-04-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine temperaturbeständige Spinnpräparation für Polyesterendlosfäden feiner Titer, die während der nachfolgenden Verarbeitung einem Texturierprozess unterworfen werden. Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch eine temperaturbeständige Spinnpräparation einwandfreie Verarbeitungseigenschaften von Polyesterendlosfäden feiner Titer beim Texturieren zu ermöglichen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine temperaturbeständige Spinnpräparation für Polyesterendlosfäden feiner Titer zu schaffen, die texturiert werden können. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Spinnpräparation gelöst, die ein synergetisch wirkendes Gemisch darstellt aus a) einem oxäthylierten höheraliphatischen Alkohol, b) einem oxäthylierten Alkylphenol, c) einem Paraffinöl, d) einem aromatischen Dikarbonsäureester und e) einem Phosphorsalz eines Alkylpolyglykoläthers, wobei der Anteil a) 30 bis 55 %, b) 10 bis 35 %, c) 10 bis 35 %, d) 3 bis 15 % und e) 2 bis 10 % beträgt. Die Spinnpräparation dient zur Herstellung von Polyestertexturfäden aus Polyesterendlosfäden.

Description

-2- 293 385

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine temperaturbeständige Spinnpräparation für Polyesterendlosfäden feiner Titer, die während der nachfolgenden Verarbeitung einem Texturlerprozeß unterworfen werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .

Die Anwendung der modernen Texturierverfahren stellt höchste Anforderungen an die Präparation in bezug auf die Temperaturbelastung, das heißt, bei hohen Temperaturen beständig zu sein. So werden beim Texturierprozeß die Polyesterendlosfäden feiner Titer, vorzugsweise zwischen 5 und 30tox, Hitzebehandlungen bis 240°C ausgesetzt. In der nachfolgenden textlien Fertigung unterliegen die Fäden oftmals weiteren Beanspruchungen bei hohen Temperaturen. Die durch den Texturierprozeß und gegebenenfalls weitere Behandlungsverfahren bedingte hohe Thermostabilität der Präparation engt den Bereich geeigneter Verbindungen stark ein. Die Auswahl muß derart erfolgen, daß die Kompositionen auf der Faser stabil sind und nicht zu Wechselwirkungen mit dem Faden (zum Beispiel zur Ollgomerenretention) oder mit den Fadenleitorganen (zum Beispiel Quellen der Druckrollen) führen.

So ist aus zahlreichen Veröffentlichungen bekannt (vergleiche Rieckert, Präparationen und Präparierung bei glatten und texturierten Filamentgarnen, Melliand Textilberichte, 58. Jahrgang, 1977, Heft 3, S. 194 f U Kleber, Chemie und Technologie textiler Präparationsmittel, Chemiefasern-Textilindustrie, 27./79.Jahrgang, 1977, Heft 4, S.322ff.), als Gleitmittelkomponenten höherkettige Esteröle einzusetzen, die sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und einen geringen Viskositätsabfall bei höheren Temperaturen auszeichnen. Typische angewandte höherkettige Esteröle sind beispielsweise Fettsäureester RCOOR', Sebacinsäureester ROCO(CH₂I₈ COOR, Trimethylolpropanester CH₃CH₂C(CH₂OCOR)₃ und Pentaerythritester C(CH₂OCOR)₄ mit mehr als 30 Kohlenstoffatomen in der Molekülkette. Aus der Vielzahl der genannten höherkettigen Esteröle bevorzugt man Trimethylolpropantridecylat CH₃CH₂C(CH₂OCOCgH)₉I₃ und Pentaerythrittetrapelargonat C(CH₂OCOC₈Hw)₄ auf Grund ihrer Temperaturbeständigkeit bis zu 20O⁰C. Bei darüber hinausgehenden Temperaturwerten nimmt die Thermostabilität dieser Verbindungen rasch al'. Die Emulgatoren als Hauptgruppe der Präparationsbestandteile sind überwiegend nichtionogene Verbindungen, Mischpolymerisate aus Äthylen- und Propylenoxiden und anionische Tenside, zum Beispiel Sulfate und Sulfonate, an welchen man vorwiegend dio große Netzwirkung, die antistatischen Eigenschaften und die gegenüber nichtionogenen Emulgatoren bessere Auswaschbarkeit schätzt. Beispiele für angewandte Emulgatoren sind: Fettsäurepolyglykoläther RCOO(CH₂CH₂O)₄CHjCH₂OH, Fettsäureamidpolyglykoläther RCONH(CHjCH₂O)₄CH₂CH₂OH, Fettalkoholpolyglykoläther RO(CH₂Ch₂O)₄CH₂CH₂OH, Fettaminpolyglykoläther RNH(CH₂CH₂O)_nCH₂CH₂OH, Alkylphenolpolyglykoläther RCeH₄O(CH₂CH₂O)₄CH₂CH₂OH und andere. Als weitere Komponente macht sich die Zugabe eines 3akterizids notwendig. Diece Zugabe ist erforderlich, um der Gefahr vorzubeugen, daß „weiche" Emulgatoren in Spinnpräparationen nicht erst im Abwasser, sondern bereits im Präparationssystem zerstört werden. Bekannte Bakterizide sind Formaldehyd beziehungsweise formaldehydabspaltende Substanzen, halogenierte Fettsäureamide und kolloidale Silbersuspensionen. In der OEP 300715 wurden darüber hinaus Orthophenylphenol, 2-Chlor-4-phenylphenol, Pentachlorphenol, Tris-(hydroxymethyl)-nitromethan beziehungsweise deren Salze vorgeschlagen. Diese Präparationskompositionen 3ind jedoch für die Applikation auf Polyesterendlosfäden feiner Titer mit einigen Mängeln behaftet, die sich besonders dann zeigen, wenn diese Fäden im nachfolgenden Verarbeitungsprozeß unter hohen Temperaturen bis 24O⁰C, vorzugsweise 220°C, texturiert werden, zum Beispiel nach dem Falschdrahtverfahren und Doppeldrahtdrüsenverfahren. Wie nach Ludewig, Polyesterfasern, 2.Auflage, Akademie-Verlag Berlin, 1975, S. 278 bekannt ist, sind die Zusammensetzung und die Wirkungen der Spinnpräparationen vom Titer der erzeugten Endlosfäden und der Art der nachfolgenden Weiterverarbeitungsstufen abhängig. So sind für Polyesterendlosfäden feiner Titer die Gleitfähigkeit und die antistatischen Eigenschaften dieser Präparation vermindert. Die mangelnde Gleitfähigkeit führte zu häufigen Fadenbrüchen, Schiingenbildungen usw. Da die verwendeten Gleitmittel stets aromat.-nfrei sein müssen, um der Vergilbungsgefahr vorzubeugen, sind aufwendige Reinigungsprozesse notwendig. Der ver.Hinderte antistatische Schutz der Fäden, insbesondere multifiler Fäden, zeigte sich auch in höheren Reibungswiderständen an den Fädenführungen und führte zu Wickelbildungen. Die Ursachen dieser Mängel sind in den geringen Benetzungseigenschaften ι !er Präparation auf den Fäden zu suchen, die ihrerseits wiederum vom Molekulargewicht und der chemischen Struktur der angewandten Komponenten abhängig sind. Weiterhin ist die Herstellung der genannten Präparationskomponenten teilweise mit einem hohen ökonomischen, technischen und technologischen Aufwand verbunden und deshalb nicht immer vertretbar.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, durch eine temperaturbeständige SpinnprSparation einwandfreie Verarbeitungseigenschaften von Polyesterendlosfäden feiner Titer beim Texturieren zu ermöglichen, wobei die Verfügbarkeit der Präparationskomponenten ökonomisch, technisch und technologisch vertretbar sein muß.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine temperaturbeständige, einfach zu handhabende Spinnpräparation für Polyesterendlosfäden feiner Titer zu schaffen, die während der nachfolgenden Verarbeitung einem Texturierprozeß, zum Beispiel nach dem Falschdrahtverfahren oder Doppeldrahtdüsenverfahren, unterworfen werden. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Spinnpräparation gelöst, die gekennzeichnet ist durch ein synergetisch wirkendes Gemisch aus

a) einem polyglykolarmen, oxäthylierten höheraliphatischen Alkohol der Formel

R-O-(CHr-CH₂-O)^CH₂-CH₂OH,

in der R einen aliphatischen Alkylrest mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und χ eine Zahl von 6 bis 12 bedeutet;

b) einem oxäthylierten Alkylphenol der Formel

-0-(GH₂-GH₂-O)_x-GH₂-OH₂OH

1 in der Ri einen Alkylrest und χ eine Zahl von β bis 12 bedeutet;

c) einem Paraffinöl, bestehend aus einem Gemisch von paraffinischen und naphthenischen Bestandteilen;

d) einem aromatischen Dikarbonsäureester der Formel

worin R₂ und Rj einen n- oder iso-Alkyl-, Aryl·, Arylalkylrest oder die Atomgruppe -(CH₂)Jr-OH darstellen, worin χ eine Zahl von 6 bis 12 bedeutet; e) einem Phosphorsalz des Alkylpolyglykoläthers der Formel

R..-0-(GE₀ -GE,-0) -OR,-GPL,-0 .0 4 2 i χ V>Me®

0^θ Me®

worin R₄ einen aliphatischen Alkylrest mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, Me einen Ammoniumrest beziehungsweise ein Alkalimetall und χ eine Zahl von 6 bis 12 bedeutet, wobei das Gemisch

zu 30 bis 55% aus der Komponente (a),

zu 10 bis 35% aus der Komponente (b),

zu 10 bis 35% aus der Komponente (c),

zu 3 bis 15% aus der Komponente (d) und

zu 2 bis 10% aus der Komponente (e) besteht.

Die Hauptkomponente des Gemisches ist dabei ein polyglykolarmer, oxäthylierter höheraliphatischer Alkohol der angegebenen Formel. In vorteilhafter Weise stellt dabei R einen gesättigton oder ungesättigten aliphatischen Alkylrest mit 10 bis

18 Kohlenstoffatomen dar. Derartige Alkohole sind ausgezeichnete glatte Emulgatoren und Netzmittel mit antistatischen

Eigenschaften. Vorteilhafte Vertreter entsprechend derangegebenen Formel sind beispielsweise Genapol der X-Reihe, Genapol derT-Reihe, die Brij-Typen, EL269, EL297, EL341, EL342, die Präwozell F-Typen, die Präwozell WOFK-Typen, Präwozeil PFO, die Emulphor- Typen, Foryl M 8 und die Sunapol-Typen. > Außer der Hauptkomponente weist die Spinnpräparatibn eine wirksame Menge eines oxäthylierten Alkylphenols der

angegebenen Formel auf. Typische, vorteilhaft geeignete oxäthylierte Alkylphenole sind beispielsweise Präwozell WON,

Emulgator MF, die Renex-Typen, EL311, die Genapol-Typen, die Sunapol-Typen, Stokopoi AW6. Diese Alkylphenole dienen als

stumpfe Emulgatoren und Netzmittel mit antistatischen Eigenschaften zur Vervollständigung der Erzielung einer guten

Emulsionsbeständigkeit und abgestimmter Haft-Gleiteigenschaften. Vorteilhaft geeignete Paraffinöle mit paraffinischen und naphthenischen Bestandteilen sind beispielsweise Paraffinöl spezial II, Paraffinum perliquidum, Paraffinum subliquidum, Renopal W530, Energol WM6, Primol 355 und andere. Die genannten Paraffinöle stellen Gleitmittel dar und müssen zur Vermeidung von Vergilbungserscheinungen aromatenfrci sein. Als weiteres Gleitmittel wird ein niederkettiges Esteröl der angegebenen Formel zugegeben. Zur Anwendung kommt dabei

vorzugsweise Di-isooktylphthalat.

Als besonders wirkungsvoll hat sich ein solches Gemisch erwiesen, in dem der oxäthylierte höheraliphatische Alkohol

(Komponente (a)] in Menger von 43% vorliegt. Das oxäthylierte Alkylphenol (Komonente (b)J ist vorteilhafterweise in Mengen von 23% im Gemisch vorhanden. Die Konzentration an Paraffinöl (Komponente (c)] macht in vorteilhafter Weise 22% aus. Der aromatische Dikarbonsäureester [Komponente (d)] wird in bevorzugten Mengen von 8% dem Gemisch zugegeben. Schließlich wird noch ein Alkylpolyglykolätherphosphat (Komponente (e)] als antistatisch wirkendes Mittel in Konzentrationen von 4 Gew,-% hinzugefügt.

Es wurde gefunden, daß die bei den Arbeitstemperaturen zur Vergilbung neigenden kurzkettigen Esteröle mit bis zu

20 Kohlenstoffatomen [Komponente (d)] in Kombination mit den übrigen Bestandteilen der Präparation einer hohen

Temperaturbelastung bis 24O⁰C, vorzugsweise 22O⁰C, standhalten. Diese gute thermische und chemische Stabilität ist dadurch

charakterisiert, daß bis zu diesem Temperaturbereich keine Vergilbungs- und Zersetzungserscheinungen sowie

Klebeerscheinungen an den fadenführenden Vorrichtungen, zum Beispiel an den Korund- und Gummidruckrollen, insbesondere

beim Texturierprozeß auftreten, wobei gleichzeitig die Neigung zur Wickelbildung beseitigt ist. Bedingt durch die hohe

Temperaturbeständigkeit zeichnet sich die erfindungsgemäße Spinnprfiparation durch hervorragende Benetzungs· und Gleiteigenschaften für Polyesterendlosfäden aus. Insbesondere ist sie vorzüglich geeignet für den Texturierprozeß zur Herstellung von Polyestertexturfäden feiner Titer zwischen S und 30 tex.

Im synergetischen Zusammenwirken der erfindungsgemäßen Esteröle mit den übrigen Präparationskomponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung war ein überraschender Nebeneffekt zu beobachten, der sich darin zeigte, daß mit der Präparationskomposition hervorragende bakteristatlsch-bakterizlde Eigenschaften erzielt werden, die den Zusatz einer bakterizidisch wirkenden Komponente, zum Beispiel Formaldehyd oder dergleichen, nicht mehr notwendig machen, und die Präparationskomposition die erforderliche hohe Unempfindlichkeit gegen Mikroorganismen erreicht. Besonders deutlicrrzeigt sich die synergetische Wirkung der Präparationskomposition, wenn letztere entsprechend der bevorzugten erfindungsgemäßen mengenmäßigen Zusammensetzung gewählt wird.

Die Präparation weist eine ausgezeichnete Emulsionsbeständigkeit über einen Reinigungszyklus des Präparationssystems von 6 bis 8 Wochen auf. Im Gegensatz zu den bekannten Präparationen treten keine Niederschläge und Absetzerscheinungen auf den Präparationsgaletten, fadenführenden Vorrichtungen und im Präparationssystem auf. Die erfindungsgemäße Präparation beeinflußt die gleichmäßige Anfärbbarkelt der texturierten Fäden nicht negativ. Durch die gebremste Schaumbildung tritt keine Beeinträchtigung der Herstellungs- und Verarbeitungstechnologie der Fäden auf.

Weiterhin besitzt die Spinnpräparation gute antistatische Eigenschaften, die durch einen spezifischen elektrischen Widerstand von gleich oder kleiner als 10¹⁰0hm · cm bei 30% relativer Luftfeuchtigkeit gekennzeichnet sind. Sie ist leicht aufzubringen und besitzt eine gute Auswaschbarkelt nach allen Verarbeitungsstufen sowie gute Verträglichkeit mit synthetischen Schlichten und Finishpräparationen.

Die erfindungsgemäße Spinnpräparation kann durch einfaches Mischen der einzelnen Komponenten hergestellt werden. Sämtliche Komponenten sind mit Ausnahme der oxäthylierten höheraliphatischen Alkohole bei Raumtemperatur flüssig. Die genannten Alkohole (Komponente a) stellen bei 25⁰C gelbe wachsartige Massen dar. Das oxäthylierte Alkylphenol (Komponente b) ist eine braune viskose, klare Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch und einem Flammpunkt über 200⁰C. Das Paraffinöl nach DAB7 (Komponente c), welches ein Gemisch von paraffinischem und naphthenischem Charakter darstellt, ist eine farblose, klare, geruch- und geschmacklose ölige Flüssigkeit. Das angewandte Di-(2äthylhexyl)-phthalat (Komponente d) zum Beispiel ist eine klare, homogene ölige Flüssigkeit mit einem Stockpunkt unter -45°C. Das zum Beispiel als Antistatikum eingesetzte Di-(butylammonium)-alkylpolyglykoläther-phosphat (Komponente e) ist eine klare glykolhaltlge Flüssigkeit mit charakteristischem Geruch. Das aus den Komponenten hergestellte Präparationskonzentrat weist eine Lagerbeständigkeit von mindestens 6 Monaten bei einer Temperatur zwischen 25 und 30°C sowie gute Kälte- und Wärmebeständigkeit zwischen -20 und +40⁰C auf. Dieses Konzentrat läßt sich auf einfache Weise durch Mischen mit Wasser bei 20 bis 3O⁰C zu einer gebrauchsfähigen Emulsion verarbeiten.

AusführungsbQlsplel Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Auf einer Spinnlinie wird eine Polyeslerseide von 15tex (48) mit einer Abzugsgeschwindigkeit von 1200 m/min ersponnen, die

erhaltenen Fäden über Präparationswalzen geleitet, die unabhängig voneinander mit der erfindungsgemäßen

Präparationskomposition (Variante A) und drei Vergleichspräparationen (Variante B, C und D) gespeist werden. Die erhaltene Spinnseide wird au/gewunden, dann unter üblichen Bedingungen gereckt und auf der Falschdrahttexturiermaschine TK500 bei

220⁰C weiterverarbeitet. Die erfindungsgemäße Präparationskomposition (Variante A) setzt sich zusammen aus 43% polyglykolarmem Präwozell F1016/8 (Komponente (a)l, 23% Emulgator MF [Komponente (b)], 22% Paraffinöl spezial Il [Komponente (c)], 8% Diisooktyl-phthalat [Komponente (d)] und 4% FCF508 [Komponente (e)).

Die Vergleichsvariante B besteht aus 61 % Präwozell WOFK100,8% Di-isooktyl-phthalat, 6% Volturin 2255,5% Aceplast und

20% Wasser. .

Die Vergleichsvariante C stellt ein Gemisch aus 43 % polyglykolreichem Präwozell WOFK100,23 % Emulgator Mp, 22 % Paraffinöl

spezial II, 8% Di-isooktyl-phthalat und 4% FCF508 dar.

Die Vergleichsvariante D stellt eine esterölfreie Importpräparation dar und setzt sich aus 25% Genapol TO80,15% Genapol XO 80,20% Emulgator 6059 und 40% Renopal W530 zusammen. In der nachstehenden Tabelle werden die ermittelten charakteristischen Werte gegenübergestellt:

	ermittelte	Fadenbrüche	davon Wickelbildung	bei Anlauf	elektrostatische	Mikroorganismen
	Werte:	gesamt	gesamt	0	Aufladung (V]	empfindlichkeit
Variante		pro kg		0,10	(Statikvoltmeter)
A		0,05	0,01	0,06	4-40	unempfindlich
B		0,45	0,20	0		I
C		0,21	0,17		sehrempfindlich
D		0,08	0,03	100-130

Aus diesen in der Tabelle wiedergegebenen charakteristischen Kenngrößen ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäße Spinnpräparation (Variante A) hervorragend für Polyesterendlosfäden feiner Titer geeignet ist. Diese Fäden verhalten sich ausgezeichnet beim Texturierprozeß nach dem Falschdrahtverfahren.

Claims

1. Temperaturbeständige Spinnpräparation für Polyesterendlosfäden feiner Texturtiter, gekennzeichnet durch ein synergetisch wirkendes Gemisch aus:

a) einem polyglykolarmen, oxäthylierten höheraliphatischen Alkohol der Formel

R-O-(CH₂CH₂-O)_x-CH₂-CH₂OH

in der R einen aliphatischen Alkyl rest mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und χ eine Zahl von 6 bis 12 bedeutet;

b) einem oxäthylierten Alkylphenol der Formel

-C-(CH₂-CH₂-O)_x-CH₂-CH₂OH

in der R₁ einen Alkylrest und χ eine Zahl zwischen 6 und 12 bedeutet;

d) einem aromatischen Dikarbonsäureester der Formel

Il

i^\ -C-O-R₂

VX-G-O-R₃

worin R₂ und R₃ einen Alkyl-, Aryl-, Arylalkylrest oder die Atomgruppe -(CH₂)_X-OH darstellen, worin χ eine Zahl von 6 bis 12 bedeutet;

e) einem Phosphorsalz des Alkylpolyglykoläthers der Formel

R₄-O-(CH₂-CH₂-O)_x-CH₂-CH₂-O

0^Θ Me®

worin R₄ einen aliphatischen Alkylrest mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen und Me einen Ammoniumrest beziehungsweise ein Alkalimetall und χ eine Zahl von 6 bis 12 bedeutet, worin das Gemisch zu

30 bis 55% aus der Komponente (a), 10 bis 35% aus der Komponente (b), 10 bis 35% aus der Komponente (c), 3 bis 15% aus der Komponente (d) und zu 2 bis 10% aus der Komponente (e) besteht.

2. Spinnpräparation nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch vorzugsweise zu 43% aus der Komponente (a), 23% aus der Komponente (b), 22% aus der Komponente (c), 8% aus der Komponente (d) und zu

4% aus der Komponente (e) besteht.