DE2528734C3 - Präparationsmittel für das Texturieren von Polyesterfasern - Google Patents

Präparationsmittel für das Texturieren von Polyesterfasern

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DE2528734C3 DE2528734A DE2528734A DE2528734C3 DE 2528734 C3 DE2528734 C3 DE 2528734C3 DE 2528734 A DE2528734 A DE 2528734A DE 2528734 A DE2528734 A DE 2528734A DE 2528734 C3 DE2528734 C3 DE 2528734C3
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Description

Für das Verstrecken und Falschdrahttexturieren synthetischer Polyesterfasern werden seit einigen Jahren Präparationsmittel angeboten, deren Entwicklung meist rein empirisch betrieben wurde. Die Zusammensetzung derartiger Texturierpräparationen läßt sich nach Chemiefasern 1972, S 905 ff. wie folgt aufgliedern:
1) Schmiermittel, die das Gleiten des Fadens steuern,
2) Emulgatoren, die neben der Emulgierfunktion die Aufgabe haben, zu netzen und die Auswaschbarkeit der Präparation zu garantieren,
i) Antistatika,
4) Fadenschlußmittel,
5) Schnellnetzer,
6) Bakterizide.
7) Korrasionsschui/mitiel.
Die physikalischen Anforderungen, die dabei an solche Texturierpräparaiionen gestellt werden, sind in der obengenannten Literauirsielle ausführlich beschrieben. So darf die Präparation nicht abkondensieren (Verkohlungbriickstände ai:f Heizern), und sie muß gleichmäßig verteilt sein, um am Drallgeber ein konstantes Spannungsverhältnis zu halten. Die Präparation darf in ihrer Reibung nicht zu hoch sein, sonst kommt es insbesondere bereits beim Verstrecken zu Kapillarbrüchen und beim Texlurierprozeß zu Fadenbrüchen. Sie darf andererseits nicht zu glatt sein, sonst kommt es zu einem »Schlupf« beim Drallgeber und damit zu nichttexturierten sogenannten »geschlossenen« Stellen. Außerdem müssen die Präparationen temperaturbeständig sein, da, wie die DT-OS 24 04 639 angibt, Temperaturen von 2400C auf den Faden einwirken. Um diesen Anforderungen Rechnung zu tragen, hat man bisher rein empirisch die einzelnen Komponenten derartiger Präparationsmittel ausgewählt, so zum Beispiel Esteröle wie Butylstearat oder .Mineralölkernfraktionen als Gleitkomponenten und nichtionische Oxäthylate und ähnliche Verbindungen als Emulgatoren (Chemiefasern 1972, S. 905 ff).
Ein Problem für die Entwicklung derartiger Mittel liegt aber bis heute darin, daß es nur schwer möglicht ist. auf Grund von Laboruntersuchungen gezielt Mittel für die Praxis zu entwickeln, wobei bis heute im Labor als Auswahlkriterien meist nur die Flüchtigkeit der verwendeten Komponenten sowie die Beständigkeit des wäßrigen Präparationsmittels (meist 15 —20%ig) herangezogen werden.
Es zeigte sich nun, daß zwischen den sogenannten Laufeigenschaften einer Texturierpräparation für Polyesterfasern und labormäßig bestimmbaren Parametern physikalischer Art bestimmte Zusammenhänge in der Weise bestehen, daß für ein gutes Texturierergebnis und ein gutes, vorangehendes Verstreckergebnis von Polyesterfasern nur solche Systeme in Frage kommen, die bestimmte physikalisch meßbare Kenngrößen erfüllen. Es kommt hierbei also nicht auf die chemische Konstitution der einzelnen Komponenten dieser Präparationen an, die im Prinzip bereits als für diesen Zweck bekannt sind, sondern darauf, daß diese Präparationsmittel als ganzes bestimmte physikalisch meßbare Kenngrößen erfüllen. Der Vorteil dieser Präparationsmittel liegt darin, daß ein empirisches Ausprüfen und Optimieren der jeweiligen Einzelkomponenten unter wechselnden Mischungsverhältnissen entfällt und diese Präparationsmittel generell für das Verstrecken und Falschdrahttexturieren von Polyesterfasern geeignet sind, wenn sie die unten angegebenen Parameter erfüllen, die in einfacher Weise im Labor gemessen werden können.
Gegenstand der Erfindung sind somit Präparationsmittel für das Texturieren von Polyesterfasern auf der Basis von Mineralöl und bzw. oder Esteröl sowie nichtionischen Oxäthylaten, bestehtend aus 40—60 Gew.-% einer Gleitkomponente in Form
a) eines Mineralöls mit einem Paraffinanteil von ca. 60—65 Gew.-%, einem Napthenanteil von ca. 30—35 Gew.-%, einer Viskosität von weniger als 350 cP (200C) und einem Vcrdanipfungsverlust von weniger als 3 Gew.-% bei 2200C in 1 Stunde und bzw. oder
b) eines Esteröls in For.n von Estern des Trimethylolpropuns und bzw. oder Pentaeryihriis mit gesättigten einbasigen Fettsäuren mit 7—1? C-Atomen, dessen Viskosität bei 37,8"C tinier 100 el' liegt und dessen Verdampfimgsverlust weniger als JC;ew.-% bei 220'1C in I Stunde betrügt,
sowie 60 — 40 Ge.v.-% einer Kmulgaiorniischiing
bestehend aus
1) 40—70 Gew.-°/o eines oxäthylierten Oleylalkohols mit 5—7 Äthylenoxideinheiten,
2) 0—30 Gew.-% eines oxäthylierten Rizinusöls mit 7—40 Äthylenoxideinheiten,
3) tO—25 Gew.-% eines neutralisierten Umsetzungsproduktes von POClj mit oxäthyliertem Laurylalkohol mit 2—4 Äthylenoxideinheiten, oxäthyliertem Wachsalkohol mit 2—4 Äthylenoxideinhciten und bzw. oder oxäthyliertem Öleylalkohol mit 2—10 Äthylenoxideinheiten und
4) 0—20 Gew.-% einer oxäthylierten Cocosfett-, Öl- und bzw. oder Talgfettsäure mit jeweils 5—15 Äthylenoxideinheiten,
wobei das Gesamtpräparationssystem insgesamt einen Verdampfungsverlust von weniger als 5 Gew.-°/o bei 2200C in 1 Stunde, eine Viskosität von weniger als 20OcP (200C) und in Verdünnung mit Wasser im Verhältnis 2:1, 1:1 und 1:2 eine Viskosität von weniger als 150 cP, weniger als 500 cP und weniger als 250 cP (60°C) aufweist.
Die Gesamtzusammensetzung des Präparationsmittels kann innerhalb der oben für die Einzelkomponenten angegebenen Grenzen schwanken, doch müssen in jedem Fall die Bedingungen für die Flüchtigkeit und die Viskosität eingehalten werden. Außerdem muß die Zusammensetzung des Präparationsmittels stets so gewählt werden, daß der Gleitmittelanteil die Einzelanteile der Emulgatoren überwiegt. Ferner muß die Präparation aus wäßriger Emulsion applizierbar sein, was bedeutet, daß die Präparation als 10—30%ige wäßrige Emulsion über einen längeren Zeitraum, d. h. mehr als 8 Tage, beständig bleiben muß.
Das Aufbringen der Präparationtn erfolgt in bekannter Weise, etwa durch Sprühen, Tauchen, Foulardieren oder mittels Galetien. Die Menge an Wirksubstanz, die auf die Faser aufgebracht wird, liegt zwischen 0,3 und 1,0 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,7 Gew.-°/o, bezogen auf das Gewkht der Faser. Die erfindungsgemäßen Präparationsmittel eignenen sich für Polyesterfasern und die üblichen Falschdrahitexturiereinrichtungen. Ferner sind diese Mittel auch für die maschinell bedingten Entwicklungen des Spinnstrekkens, Schnellspinnens (POY-Garne), sowie des Strecktexturierens nach dem Sequential- und Simultan-Verfahren geeignet. Das erfindungsgemäße Präparationsmittel für das Falschdrahttexturieren von Polyesterfasern liefert stabile, klare Konzentrate, die als wäßrige Emulsionen teilweise Mikroemulsionscharakter aufweisen. Die hohe Emulsionsstabilität gewährt eine zufriedenstellende Badstabilität beim Arbeiten in der Praxis. Das Präparationsmittel verleiht der hydrophoben Faser neben den gewünschten Gleiteigenschaften beim Verstrecken und Texturieren hohe Antistatikwerte und einen ausgezeichneten Fadenschluß, der es erlaubt, Spinn-Spulengewichte, speziell im Schnellspinnverfahren, von bis zu 15 kg zu erzielen, deren Abarbeitung beim (Streck)- Texturieren problemlos ist.
Es ist überraschend, daß d?s erfindiingsgemäße Präparationsmittel, in dem ungesättigte Emulgatoren auf Basis von Oleylalkoholoxäthylaten überwiegen, so hervorragende Thermostabilitätcn aufweist und daß es beim Arbeiten in der Praxis praktisch keine Vergilbung hervorruft. Überraschend ist auch, daß die im erfindungsgemäßen Präparationsmittel enthaltene Kmulgatormischung in Verbindung mit den Gleilkomponenten beim Verdünnen mit Wasser die festgelegten Viskositätsparameter bei M)"C einhält, wogegen die l-ün/.elkomponenten beim Verdünnen mit Wasser allein, oder nach Zumischung der Gleitkomponenten dicke, nicht tolerierbare Gelphasen durchlaufen.
Aus der DT-OS 23 26 966 sind bereits Präpa.rationsmittel für Synthesefasern bekannt, die Aminoxide mit einem langkettigen Alkylrest oder einem Polyglykolrest enthalten. Diese Aminoxide liefern zwar thermostabile Präparationsmittel, doch neigen diese Produkte beim Texturieren bei höheren Temperaturen zum Vergilben. Es kann somit bei sehr hohen Texturiertemperaturen zur Zersetzung des Präparationsmittels und damit zu Kapillarbrüchen kommen. Im Vergleich hierzu ist in den oben beschriebenen, erfindungsgemäßen Systemen die Thermostabilität noch höher und die Vergilbungsgefahr wesentlich geringer.
Beispiel 1 Folgende Präparationsmittel werden näher untersucht:
1) 40 Teile Mineralöl (20°C : 20OcP)
25 Teile Stearylalkohol-Polyglykolether mit 8 Athylenoxideinheiten
15 Teile i-TridecylalkohoI-Polyglykoläther mit 8 Athylenoxideinheiten
11 Teile Oleylalkohol-Polyglykoläther mit 5 Athylenoxideinheiten
5 Teile Natriumlauroylsarkosid
2) Präparatic nsmittel gemäß der DT-OS 23 26 96.6.
50 Teile Mineralöl (200C : 29OcP) 35 Teile Oleylalkohol-Polyglykoläther mit 6 Athylenoxideinheiten
15 Teile Cocosalkyldimethylaminoxid
3) erfindungsgemäßes Präparationsmittel
37 Teile Mineralöl (200C : 295 cP) 5 Teile Pentaerythrit-tetra-heptanat 42 Teile Oelylalkohol-Polyglykoläther mit durchschnittlich 5,5 Athylenoxideinheiten 5 Teile POCh-Ester: Basis Ci2H25O(AeO)2H 5 Teile POCli-Ester: Basis C|bH ιιΟ(ΑεΟ)ι:Η beide
mit NaOH auf pH 7 gestellt, 4 Teile H2O
2 Teile i-Propanol
Die Präparationsmittel werden rotationsviskosimctrisch auf ihr Viskositätsverhalten untersucht. Folgende Werte werden dabei gemessen:
Viskositäten (el1) Verdünnung mit 1 : 1 ΙΙ.Ό (60C)
rein 2 : 1 80 1 :2
(20 C) 106 243 35
D 140 280 400 103
2) 220 91 220 (crfindiingsgcmäß)
3) 145
Der Flüchtigkeitstest bei 220°C ergibt in einer Stunde folgende Verluste an Wirksubstanz, wobei die Rückstände flüssig bleiben und kaum vergilben:
40
100
i)
1J]FZ: Vergilbungsskala in Jodfarbzalilen (DIN 6162) gemessen im Anschluß an den l-'lüehiigkeitstest.
Das Präparationssystem 1 zeigt zwar ein günstiges Viskositätsverhalten, jedoch ist der Verdampfungsverlust zu hoch. Das thermostabilere System 2 zeigt in der Verdünnung 2 :1 eine nicht tolerierbare Viskositätserhöhung. Allen physikalischen Parametern genügt nur die erfindungsgemäße Mischung.
Die drei flüssigen Systeme, deren 15%ige wäßrige Emulsionen (mit 700C heißem Wasser emulgiert und erkalten gelassen) über 8 Tage stabil sind, werden außerdem einem Praxistest unterworfen. Ausgesponnen wird ein Polyester-Filament dtex 167 f 32 mit ca.
1100 m/min und die Präparationen aus 15%iger wäßriger Emulsion mittels einer Galette aufgebracht. Die klimatisierten Spinnspulen werden wie üblich verstreckt und danach falschdrahttexturiert (Auflage: 0,6% W. S.). Folgende Spinn- und Texturierergebnisse werden erhalten:
a) Verstreckverhalten:
1) sehr gut, keine Kapillarbrüche;
2) mäßig. Ankleben, Flüssigkeiten, Kapillarbrüche;
3) sehr gut, keine Kapillarbrücht.
b) Texturiorverhalten:
Rauchentwicklung
Abtropfen
im Heizer
Texturier-
ergebnis
(Einkräuselung)
D 2) 3)
ja, stark
gering
keine
ja
gering
sehr gut
gut
sehr gut
Diese Ergebnisse zeigen, daß nur die Präparation 3 gemäß der vorliegenden Erfindung optimale Ergebnisse liefert.
Beispiel 2
Ausgesponnen wird ein POY-Polyestergarn. dtex 167 f 32 auf Spinnspulen von ca. 10 kg Copsgewicht. Eingesetzt werden die Präparationsmittel des Beispiels
1 mit einer Auflage von 0,45% Wirksubstanz (Ausspinngeschwindigkeit ca. 3300 m/min).
Beim nachfolgenden Strecktexturieren (Simultanverfahren) zeigen die mit den Präparationen 1 und 2 behandelten Filamente Abzugsschwierigkeiten in der Weise, daß es zu einem Abrutschen verschiedener Lagen auf den Streckcopsen kommt. Lediglich die Präparation 3 zeigt ein einwandfreies Ablaufen beim Strecktexturieren.

Claims (4)

Patentanspruch: Präparationsmittel für das Texturieren von Polyesterfasern auf der Basis von Mineralöl und ■> bzw. oder Esteröl sowie nichtionischen Oxäthylaten, bestehend aus 40—60 Gew.-% einer Gleitkomponente in Form a) eines Mineralöls mit einem Paraffinanteil von 60—65 Gew.-°/o, einem Napthenanteil von ι ο 30—35 Gew.-%, einer Viskosität von weniger als 350 cP (200C) und einem Verdampfungsverlust von weniger als 3 Gew.-% bei 220° C in 1 Stunde und bzw. oder b) eines Esteröls in Form von Estern des ι·-> Trimethylolpropans und bzw. oder Pentaerythrits mit gesättigten einbasigen Fettsäuren mit — 12 C-Atomen, dessen Viskosität bei 37,8° C unter 100 cP liegt und dessen Verdampfungsverlust weniger als 3 Gew.-% bei 220° C in 1 2» Stunde beträgt, sowie 60—40 Gew.-°/o einer Emulgatormischung bestehend aus
1) 40—70 Gew.-% eines oxäthylierten Oleylalkohols mit 5—7 Äthylenoxideinheiten, _>·-,
2) 0—30 Gew.-% eines oxäthylierten Rizinusöls mit 7—40 Äthylenoxideinheiten,
3) 10—25 Gew.-°/r eines neutralisierten Umsetzungsproduktes von POCl1 mit oxäthyliertem Laurylalkohol mit 2—4 Äthylenoxideinheiten, oxäthyliertem Wachsalkohol mit 2—4 Äthylenoxideiiiheiten und bzw. oder oxäthyliertem Oleylalkohol mit 2— 10 Äthylenoxideinheiten und
4) 0—20 Gew.-% einer oxäthylierten Cocos- r. fett-, öl- und bzw. oder Talgfettsäure mit jeweils 5— 15 Äthylenoxideinheiten,
wobei das Gesamtpräparationssystem insgesamt einen Verdampfungsverlust von weniger als 5 Gew.-% bei 22O°C in 1 Stunde, eine Viskosität von weniger als 200 cP (20°C) und in Verdünnung mit Wasser im Verhältnis 2:1,1:1 und 1 : 2 eine Viskosität von weniger als 150 cP, weniger als 500 cP und weniger als 25OcP (60°C) aufweist. .r,
DE2528734A 1975-06-27 1975-06-27 Präparationsmittel für das Texturieren von Polyesterfasern Expired DE2528734C3 (de)

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