DE1908172A1

DE1908172A1 - Fasern,Faeden und Folien aus paraffinsulfonathaltigen Polyamiden

Info

Publication number: DE1908172A1
Application number: DE19691908172
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Franz Jakob; Dipl-Chem Dr Rolf-R Reinshagen; Dipl-Chem Dr Martin Rieber
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1969-02-19
Filing date: 1969-02-19
Publication date: 1970-09-17
Also published as: NL7002005A; CH497558A; GB1244713A; BE746221A; LU60358A1; FR2035646A5

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Brüning Aktenzeichen: - Pw 5980

Datum: 18. Februar 1969
Dr.v.F./Mu

"Fasern, Fäden und Folien aus paraffinsulfonathaltigen Polyamiden"

Die Erfindung betrifft antistatische Fasern, Fäden und Folien aus modifizierten Polyamiden.

Es ist ein altes, bisher nicht befriedigend gelöstes Problem, .permanent antistatische Polyamidfäden und -fasern herzustellen. Fs wurden verschiedene Wege zur Lösung des Problems bekannt. Im wesentlichen hat man sich damit be:§ßt, die statische Aufladung durch nachbehandlung am fertigen Faden zu verringern. So beschreibt dir- DAS 1 056 576 die Nachbehandlung von Textilmaterial aus Polyamid mit Alkalisalzen von Fettalkohol r.ul faten. Die Ausrüstung hat aber nur eine begrenzte Wirksamkeit und Haltbarkeit, vor ηHem bei der Wäsche.

AIr: weitere Köglichkeit wurde der Zusatz von ο Ln- oder bei ^_ rx-Ltlf'i vor ZTj ρ ρ ton PolyalkylenglykoPithern von einem Tlolekulnriy-v/ioht von mindestens 600 in solcher Monro, clnß sie i>'·. den Fäden und Fasern als go sonderte Phase vorliegen, in der' DAS 1 ?73 124 beschrieben. Um dien zu erreichen, darf man beim P^rhJtzen noch funktioneile Gruppen enthaltender PoJyäthor diese erst kurz vor der Verarbeitung zugeben und die erforderliche Konzentration ist so hoch, daß erhebliche Spinnschwierigkeiten auftreten. Außerdem läßt sich nicht vermeiden, daß Copolymerisation der Endgruppen mit dem Polyamid auftritt, wodurch die Haltbarkeit, das Molekulargewicht und andere physikalische Eigenschaften nachteilig beeinflußt werden. Der Einsatz beidseitig verkappter Polyäther ist zwar einfacher, aber bekanntlich ist die Herstellung dieser Verbindung mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden. Die nach diesem Verfahren

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hergestellten Fäden zeigen eine nicht unbeträchtliche Verschlechterung ihrer textlien Eigenschaft, und der antistatische Effekt reicht nach mehreren Wäschen nicht mehr aus.

Der Zusatz von Alkyl-, Monoaryl- oder alkylsubstituierten Monoarylsulfonsäuren oder deren Diaminsalzen zur Verbesserung der Aufnahmefähigkeit für anionische Farbstoffe wurde in der DAS 1 170 638 beschrieben. Ein antistatisches Verhalten wurde bei derartig modifiziertem Polyamid nicht beobachtet. Bei Einsatz größerer Mengen der stark sauren Verbindungen werden die physikalischen Eigenschaften der Polyamide negativ beeinflußt.

Außerdem ist es bekannt, durch Einmischen von Alkansulfonaten die elektrostatischen Eigenschaften von FormkÖrpern aus PoIyäbvrol (DAS 1 215 925), Polyolefinen (DAS 1 234 020) und PoIyvinylchlorid-Copolymeren (US 2 97o 440) zu verbessern.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dai,i Fasern, Fäder oder Folien aus faserbildendem Polyamid anti titatische Eigenschaften aufweisen, wenn sie als Modifizierungsmittel 1 - 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 - 1S Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyamid, mindestens eines Alkaliparaffinsulfunats mit 8 - 30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 13 - 18 Kohlenstoffatomen,·^ der Kette und mit Lm Mittel bis ::u zwei statistisch im Molekül verteilten Sulfonatgruppen über den gesamten Faser-, Fadenoder Folienquerschnitt verteilt enthalten. Diese Fasern, Fäden oder Folien lassen sich in den allgemein üblichen Anlagen ohne jede Schwierigkeit aus der Schmelze erspinnen und weiterverarbeiten.

Zur Mischung mit den Alkal iparaffinsulforiaten können die allgemein für die Faserbildung bekannten Polyamide, die durch Polykondensation bzw. Po ymerisation geeigneter Monoaminocarbonsäuren, wie z.B. ^-Aminocapronsäure und ω-Aminoundecansäure :

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oder deren amidbildender Derivate oder auch solche Polyamide, die durch Polykondensation geeigneter Dicarbonsäuren, wie beispielsweise Glutarsäure, Adipin-, Piraelin-, Kork-, Azelain- und Sebacinsäure mit geeigneten Diaminen, wie z.B. Tetra-, Hexa-, Octamethylendiamin oder polyamidbildender Derivate dieser Verbindungen gebildet werden, verwendet werden. Außerdem können Copolyamide und Mischungen geeigneter Polyamide sowie auch Copolykondensate, in denen die Amidbildung vorherrschend ist, eingesetzt werden. Besonders gut eignen sich Poly-£-aminocaprolactam und Polyhexamethylenadipinsäureamid für die erfindungsgemäße Modifizierung mit den Alkallparaffinsulfonaten.

Erfindungsgemäß läßt sich zur Modifizierung von Polyamiden eine Vielzahl von Alkalimetallalkansulfonaten verwenden, bevorzugt werden solche eingesetzt, die 8-30 Kohlenstoffatome, insbesondere 13-18 Kohlenstoffatome in der Kette und mit im Mittel bis zu zwei statistisch über diese Kohlenstoffkette verteilte Sulfonatgruppen im Molekül enthalten.

Die Herstellung der Sulfonate erfolgt nach bekannten Verfahren, z.B. nach dem der belgischen Patentschrift Ur. 671 830 oder nach dem Verfahren der US-Patentschrift IJr. 2 263 312; sie enthalten gegebenenfalls geringe Mengen an die Kohlenstoffkette gebundenen Chlors.

Die Zugabe der Alkaliparaffinsulfonate kann zu Beginn oder zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Polymerherstellung oder durch Mischen mit dem fertigen Polymerisat erfolgen, z.B. durch kurzzeitiges Aufschmelzen der beiden Komponenten, durch Aufschmelzen zum Zwecke der Extrusion oder durch einfache Umextrusion.

Die Herstellung der Fasern, Fäden oder Folien aus den modifizierten Polyamiden erfolgt nach den für Polyamide üblichen und bekannten Verfahren. Hierbei können selbstverständlich auch die üblichen Zusatzmittel, wie z.B. Mattierungsmittel, UV-Absorber,

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Pigmente, Farbstoffe oder Verbindungen, die das Farbstoffaufnahme ve mögen beeinflussen, zugegen sein oder in einem späteren Polykondensationsstadium zugegeben werden.

Das Verspinnen aus der Schmelze wird in gleicher Weise durchgeführt wie das der nicht modifizierten Polyamide. Auch die Weiterverarbeitung von Fäden, Fasern oder Folien aus den modifizierten Polyamiden unterscheidet sich nicht von der solcher aus unmodifizierten Polyamiden. Die Farbe der erhaltenen Produkte ist sehr gut. Das antistatische Verhalten ist permanent und gegenüber Produkten nach dem Stand der Technik wesentlich verbessert was sich in der Beständigkeit gegenüber Wäsche, chemischer Reinigung und Abrieb zeigt. Dabei sind die textlien Eigenschaften gegenüber denen von Fasern, Fäden oder Folien aus nicht modifiziertem Polyamid im Prinzip unverändert. Dadurch ist es möglich, die Fäden und Fasern für alle textlien Bereiche anzuwenden.

Zur Beurteilung der antistatischen Wirksamkeit wurde an einem textlien Flächengebilde aus modifiziertem Polyamid nach 2Δ-stündigem Lagern bei Normalklima mit Hilfe eines Tereaohmmeters der Fa. Siemens & Halkse AG. der Oberflächenwiderstand, Bowie mittels eines Feldstärkemeßgerätes nach Prof. Dr.-Ing. Schwenkhagen /"Textilpraxis, 11/12, 1147 (195717 die Reibungsladung nach Reiben der Proben gegen Gewirke aus Polyamid, Polyacrylnitril und Polyäthylenterephthalat bestimmt. Zusätzlich wurde die Probe nach Reiben gegen Baumwolle in 1 cm Abstand über fein verteilte Zigarettenasche gehalten und beobachtet, ob die Asche angezogen wird oder nicht. Da der sogenannte "Aschentest" oft anders reagiert als der Reibungsladungstest mit Hilfe der Feldstärkemessung, wurde er mit in die Beurteilung einbeaogen. Gewaschen wurde in einer Haushaltswaschmaschine mit einem handelsüblichen Waschmittel nach Vorschrift, anschließend mit Wasser gespült und an der Luft getrocknet.

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Die vorliegende Erfindung soll anhand der folgenden Beispiele näher erläutert werden.

Die relative Viskosität % ·, wird an einprozentigen lösungen des Polyamids in 96 #iger Schwefelsäure bei 25⁰C gemessen.

Beispiel 1:

2,79 kg Caprolactam werden mit 200 ml Wasser und 210 g Natriumparaffinsulfonat (C₁-* - C-J₈) unter Stickstoff in einem Autoklaven bei 80 C gemischt und der Autoklav verschlossen. Anschließend wird die Mischung auf 180⁰C aufgeheizt und die Temperatur 1 Stunde gegebenenfalls unter Rühren gehalten. Sodann wird die Temperatur auf 260⁰C erhöht und bei dieser Temperatur während 1 Stunde der Autoklav entspannt. Nach Erreichen des Normaldruckes wird noch 4 Stunden bei 280⁰C nachpolymerisiert

Die erhaltene Polyamidschmelze wird mit Stickstoff als Strang ausgetragen und nach Abkühlen in Wasser granuliert. Schwefelgehalt: 0,70 1o.

Die Schnitzel werden zur Entfernung des Restmonomeren und der Oligomeren dreimal je 2 Stunden bei 80⁰C in entionisiertem Wasser gewaschen und hieran anschließend während 48 Stunden bei 90⁰C in Vakuum getrocknet. Schwefelgehalt: 0,43 ^.

Das Polyamid hat eine Viskosität von %_rei - 2,7.

Beispiel 2:

3 kg Caprolactam werden analog Beispiel 1 mit 200 ml Wasser gemischt und polymerisiert.

Die relative Viskosität des erhaltenen Produktes beträgt 2,77.

Die getrockneten Schnitzel werden mit 5 Gew.-^ Natriumparaffinsulfonat (C.--Cj₈) gemischt und auf bekannte Weise aus der Sdiralat»

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versponnen. Die Viskosität der erhaltenen Fäden beträgt^ -, 2,6.

Beispiel 3:

500 g AH-SaIz werden mit 8 Gewichtsprozent Natriumparaffinsulfonat (C₁, bis C₁₈) gemischt und unter Stickstoff während 2 Stunden gegebenenfalls unter Rühren auf 215⁰C erhitzt. Hieran anschließend wird während 1 Stunde auf 270⁰C aufgeheizt und im Vakuum während 3 Stunden bei dieser Temperatur nachkondensiert. Anschließend wird das Polyamid wie in Beispiel 1 beschrieben granuliert*

Die Viskosität^ , beträgt 2,6,

Das Material wird in bekannter Weise aus der Schmelze versponnen.

In der Tabelle I sind die Ergebnisse der elektrostatischen Messung zusammengestellt:

	Natrium-	Gew. *	Ober- flächen widerst,	Tabelle I	+140	/V/cm/ Poly äthylen-, tereph- thalat	Asche test
	paraffin-	7	10 000		+175	+ 184	z.n.a.
Beisp. Zusatz Nr.	sulfonat	5	1 000	Reibungsladung gegen Poly- Poly amid acryl nitril	+301	+ 95	ζ. η. .ι.
1	(C₁₃-C₁₈)	8	4 000	+334		+334	IS · ΓΊ » el ·
2	Vergleich:			+184
3	Polyamid-6			+105	-1600
			OO			-1600	ζ. sch.a.

-2300

ζ.a. = zieht an
z.n.a. = zieht nicht an
ζ.sch.a. = zieht schwach an

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In Tabelle II werden die Ergebnisse der elektrostatischen Messungn nach mehrmaliger Wäsche und nach dem Färben zusammengestellt.

Tabelle II

Zu- Gew.io Art der Anzahl Oberfläsatz Wäschen der chenwidae»· bzw.Fär- Wäschen stand bungen /M J

Reibungsladung /V/cmJ gegen"

Poly- Poly- Polyamid acryl· ätijyilenratril terephihälat

Aschetest

Nat±ö-

para-

ffin

sulfc-

(C₁₃-)

7 7 5

Waschmaschine mithati-

Waschmitteln nach Vorschrift bei 40e·

ti It

katjo-

nische

Färbg.

anionische Färbg.

10 30 300 000 +170 +100 + 90

500 000 +200 +180 +305

900 000 +508 +315 +210

800 000 +270 +140 +197

600 000 +305 +100 +156

z.n.a.

z.n.	a.
z.n.	a.
z.n.	a.
z.n.	a.

z.a. = zieht an z.n.a. = zieht nicht an z.sch.a. = zieht schwach an

+ = gefärbt wurde mit 1,5 (Vol.I) - Nr. 48020

++ = gefärbt wurde mit 1,5 (Vol. I) Nr. 62130.

des roten Farbstoffes der CI.

des blauen Farbstoffes der CI.

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Claims

- 8 Patentansprüche:

1. Antistatische Fasern, Fäden oder Folien aus faserbildendem Polyamid und einem-Modifizierungsmittel, dadurch gekennzeichnet",, daß· die Polyamidfasern, -fäden oder -folien als Modifizierungsmittel 1-20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2-15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyamid, mindestens eines Alkaliparaffinsulf onats mit 8-30 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 13-18 Kohlenstoffatomen, in ,der Kette und mit im Mittel bis

zu zwei statistisch im Molekül verteilten SuIfonatgruppen über ™ den gesamten Fasep·, Faden- oder Folienquer schnitt verteilt enthalten.

2. Antistatische Fasern, Fäden oder Folien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Polyamid PoIy-C aminocaprolactam ist.

3. Antistatische Fasern, Fäden oder Folien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das faserbildende Polyamid Polyhexamethylenadipinsäureamid ist.

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