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(11) | EP 0 151 402 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Spinnpräparation für das Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien |
| (57) Für ein Verfahren zur Erzeugung von permanentem Fadenschluß beim Schmelzspinnen von
synthetischen Fasermaterialien werden Spinnpräparationen auf Basis von Glättemitteln,
Emulgatoren, Netzmittein und Antistatika eingesetzt, die zusätzlich Epoxidierungsprodukte
von ungesättigten Fettsäuren, Fettalkoholen, Fettsäureestern (C12-C18) oder Olefinen enthalten, insbesondere von Ölsäuremethylester, Sojafettsäuremthylester,
Sojaöl, Gemischen ungesättigter C12- C18-Fettalkohole und Hexadecen-1,2. Das Präparat wird in unverdünnter Form als wäßrige Emulsion oder als Lösung in organischen Lösungsmitteln im Anschluß an das Schmelzspinnen auf das Fadenbündel aufgebracht und dieses daraufhin einer Hitzebehandlung bei 150 - 250°C unterworfen. |
[0001] Beim Schme lzspinnen von synthetischen Fasermaterialien und deren Weiterverarbeitung zu textilen oder technischen Garnen werden die multifilen Fäden Ohne Drehung auf die Spinnspule aufgewickelt. Die Einzelkapillaren liegen als paralleles Fadenbündel vor, wobei der Zusammenhalt der Einzelkapillaren lediglich durch die mehr oder weniger stark ausgeprägte Adhäsionswirkung der Spinnpräparation bewirkt wird. Bei dem anschließenden Streckprozeß erhalten diese Garne normalerweise einen Schutzdrall von einigen Drehungen pro Meter. Dieser Schutzdrall ist aber für viele nachfolgende Verarbeitungsprozesse nicht ausreichend. Man muß die Fäden daher in einem getrennten Verfahrensschritt entweder zwirnen oder aber durch Umhüllen mit einem Schlichtefilm schützen. Sowohl das Hochzwirnen als auch das Schlichten sind teure zusätzliche Prozeßstufen. Deshalb wird seit langem nach Alternativen gesucht, um den Fadenschluß der Garne so zu verbessern, daß diese Verfahrensschritte überflüssig werden.
[0002] Die bisher verwendeten Spinnpräparationen enthalten als Fadens enchluBmittel Zusätze, wie Sarkoside oder höherviskose Polymere, wie Polyisobutylen. Substanzen dieser Art sind in der Lage - je nach verwendeter Konzentration - die Fadenschlußwirkung von Spinnpräparationen zu verbessern, indem sie die Adhäsionskräfte zwischen den Einzelkapillaren erhöhen. Hindurch wird aber nur ein temporärer Fadenschluß vermittelt, weil diese Substanzen bei dem ersten Naßprozeß - z.B. beim Färben - wieder ausgewaschen werden. Ein weiterer Nachteil, den viele dieser FadenschluBmittel aufweisen, ist ihre unzureichende Thermostabilität. Dadurch ist ihre Verwendung für Spinnpräparationen, die für die Texturierung bestimmt sind oder aber für technische Garne, die einen Heißstreckungsprozeß durchlaufen müssen, stark eingeschränkt.
[0003] Gegenstand der Erfindung sind Spinnpräparationen für das Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien auf der Basis von Glättemitteln, Emulgatoren, Netzmitteln, Antistatika und ggf. sonstigen Additiven, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1-30 vorzugsweise 5-15 Gew.% an einer C8 ― C24― Epoxyalkylverbindung.
[0004] Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Erzielung von permanentem Fadenschluß beim Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien, wobei die beanspruchte Spinnpräparation in einer Menge von 0,3-2,0 Gew.% auf das Fasermaterial aufgetragen und danach auf 150-250°Grad erhitzt wird.
[0005] Die genannten C8 - C24 - Epoxyalkylverbindungen leiten sich von ungesättigten C8 - C24 - Akylreste enthaltenden Fettsäuren, Fettalkoholen, Fettsäureestern oder Olfinen ab. Die Einführung einer oder mehrerer Epoxidgruppen erfolgt nach bekannten Verfahren z- B- durch Umsetzung der wenigsten einer Kohlenstoffdoppelbindung im Alkylreste enthaltenden Verbindungen mit Wasserstoffperoxid in Gegenwart von Ameisensäure. Bevorzugte Produkte sind die Epoxidierungsprodukte von ungesättigten C12 - C18- Fettsäuren, - Fettalkoholen und - Fettsäureestern,z- B. Fettsäuremethylester,oder Fettsäureglyzeriden, sowie C12 - C18- 0lefinen Beispiele für geeignete Produkte sind die Epoxidierungsprodukte von Ölsäuremethylester, Sojaölfettsäuremethylester, Sojaöl, Gemischen ungesättigter C12 - C18- Fettalkohole, Hexadecen-1,2, und dergleichen.
[0006] Die Epoxidverbindungen werden in Spinnpräparationen üblicher Art, bestehend aus Glättemitteln, Emulgatoren, Netzmitteln, Antilstatika, und ggf- weiteren Additiven in Mengen von 1-30 Gew-%, bevorzugt 5-15 Gew.% eingearbeitet. Die Anwendung derartiger Spinnpräparationen erfolgt in üblicher Weise unmittelbar im Anschluß an den Schmelzspinnprozeß. Die Applikation erfolgt in Form von wässrigen Emulsionen oder von Lösungen in organischen Lösungsmitteln, z. B. in Testbenzin oder auch unverdünnt, sofern die Viskosität der konzentrierten Präparation für die Applikation geeignet ist. Die Auftragsmenge beträgt etwa 0,3-2,0 Gew.%, berechnet auf aktive Substanz. Der Auftrag erfolgt mit Hilfe von Auftragswalzen oder mittels Dosierpumpen über geeignete Applikatoren. Typische Zusammensetzungen für beanspruchte Spinnpräparationen bestehen aus:
35-60 Gew.% Glättemittel
8-20 Gew.%.Epoxidverbindung
30-45 Gew.% Emulgatoren, Netzmittel, Antistatika
Rest Wasser
[0007] Gebräuchliche Glättemittel sind Mineralöle, Fettsäureester, sowie Alkylenoxidoaddukte bzw. -polymerisate. Als Emulgatoren, Netzmittel und Antistatika kommen anionische und nichtionische Tenside, wie Ethylenoxidadukte an höhere Fettalkohole , Alkylphenole oder andere Fettstoffe, Triethanolaminseifen, Alkansulfonate, Phosporsäureester und dergleichen in Betracht. Nach dem Aufbringen der Spinnpräparationen werden die behandelten Fäden einer Hitzebehandlung unterworfen, wobei Temperaturen von 150-250°C, vorzugsweise 150-230°C angewandt werden. Diese thermische Nachbehandlung, die Voraussetzung für das Eintreten des Fadenschluß effektes ist, kann unmittelbar nach Aufbringen der Präparation oder auch zu einem späteren Zeitpunkt in einem getrennten Arbeitsgang erfolgen. Bei normaler Raum- bzw- Lagertemperatur sind die.. Präparationen über längere Zeiträume ausreichend stabil. Das Verfahren eignet sich zur Erzielung eines permanenten, temperatur- und auswaschbeständigen Fadenschlußeffektes bei der Herstellung textiler Garne, technischer Garne oder BCF-Garne (bulked continuous filament) aus Polyamid (PA), Polyester (PES) oder Polyolefin, z. B. Polypropylen (PP)- Änderungen des üblichen Verfahrensablaufs sind - abgesehen von der thermischen Behandlung - nicht erforderlich.
Beispiele
[0008] Die nachstehend angegebenen Spinnpräparationen wurden als 10-25 %ige wässrige Emulsionen unmittelbar im Anschluß an den Schmelzspinnprozeß auf verschiedene Fasermaterialien aufgetragen. Die Applikation erfolgte mittels Auftragswalzen in einer Menge von 0,5-1,3 Gew. %, bezogen auf wasserfreie Präparation. Im Anschluß an den Auftrag erfolgte die thermische Fixierung durch Erhitzen auf 150-230°C. Die Präparation des Beispiels 7 enthielt keine Epoxidverbindung und diente als Vergleichssubstanz. Der Fadenschlußeffekt wurde in folgender Weise geprüft: Der zu prüfende Faden wird senkrecht in eine Halterungsvorrichtung eingespannt. Die Gesamtlänge des Fadens beträgt 50 cm. Das untere Ende des Fadens wird mit einem Gewicht von 5,7 g/tex belastet. Der Faden wird bei 40 cm Fadenlänge mit einer scharfen Schere durchschnitten. Durch die plötzliche Fadenentspannung findet eine Aufspleißung des freien Fadenendes in Dinzelkapillaren statt, die je nach dem durch die Präparation bewirkten Fadenschluß von unterschiedlicher Größe ist. Ausgewertet wird der prozentuale Anteil der ungespleißten Fadenlänge zur Gesamtfadenlänge, wobei als Prüfwert der Mittelwert aus 20 Einzelmessungen angegeben wird. (Lit.: Büttner, R., Schrot, R., Textiltechnik 29 (1979) 4, Seite 223.)
Beispiel 1
[0009]
50 % i-Tridecylstearat
10 % Sojamethylester-Epoxid
14 % Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
11 % Kokosfettalkohol + 6 EO
9 % Ölsäuremono/diglycerid
6 % Petrolsulfonat , Na-Salz
BeisDiel 2
[0010]
40 % Trimethylolpropan-tri-pelargonsäure-ester
15 % Epoxystearinsäuremethylester
13 % Oleyalkohol + 5 EO
13 % Petrolsulfonat, Na-Salz
7 % Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
9 % Triethanolaminoleat
3 % Wasser
Beispiel 3
[0011]
50 % EO/PO-Mischpolymerisat, MG 1500, EO/PO-Verhältnis 5:7
15 % Sojamethylester-Epoxid
25 % Nonylphenol + 10 EO
10 % Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
Beispiel 4
[0012]
50 % EO/PO-Mischpolymerisat, MG 2000, EO/PO-Verhältnis 1:1
10 % C12 - C18 - Epoxyfettalkohol-Gemisch
20 % Nonylphenol+ 15 £0
20 % Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
Beispiel 5
[0013]
50 % i-Hexadecylstearat
10 % Sojaöl-Epoxid
10 % Ölsäuremono/diglycerid
10 % C12- C14- Fettalkohol + 5 EO
15 % C12 - C18 - Fettalkohol + 6 EO-mono/diphosphorsäureester, K-Salz
5 % Gehärtetes Rizinusöl + 25 EO
Beispiel 6
[0014]
50 % EO/PO Mischpolymerisat, MG 2000, EO/PO-Verhältnis 1:1
20 % Epoxyhexadecan-1,2
20 % Nonylphenol + 6,5 EO
10 % Nonylphenol + 15 EO
Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel)
1. Spinnpräparation für das Schmelzspinnen von synthetischen Fasermaterialien auf
der Basis von Glättemitteln, Emulgatoren, Netzmitteln, Antistatika und ggf- sonstigen
Additiven, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 1-30, vorzugsweise 5-15 Gew.% an
einer C8 - C24 - Epoxyalkylverbindung.
2- Spinnpräparation gemäB Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an einen Epoxidierungsprodukt
von ungesättigten C12 - C18 - Fettsäuren, - Fettalkoholen, - Fettsäureestern oder Olefinen.
3. Spinnpräparation gemäß Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Epoxidierungsprodukten
von Ölsäuremethylester, Sojafettsäuremethtylester, Sojaöl, Gemischen ungesättigter
C12 - C18 - Fettalkohole, Hexadecen-1,2.
4. Spinnpräparation gemäß Anspruch 1-3, gekennzeichnet durch folgende Zusammensetzung:
35-60 Gew.% Glättemittel
8-20 Gew.% Epoxidverbindung
30-45 Gew.% Emulgatoren, Netzmittel, Antistatika
Rest Wasser
5. Verfahren zur Erzielung eines permanenten Fadenschlußeffektes beim Schmelzspinnen
von synthetischen Fasermaterialien aus Polyamid, Polyester oder Polyolefin, dadurch
gekennzeichnet, daß man im Anschluß an das Schmelzspinnen 0,3-2,0 Gew.% einer Spinnpräparation
gemäß Anspruch 1-4, berechnet als aktive Substanz, auf das Fadenbündel aufbringt und
dieses anschließend einer Hitzebehandlung bei 150-250°C, vorzugsweise 150-230°C unterwirft.
6. Anwendung von Spinnpräparationen gemäß Anspruch 1-4 in unverdünnter Form, oder
als wässrige Emulsion, oder als Lösung in einem organischen Lösungsmittel.