Wasserfreie Zubereitung zum Präparieren von Nähgarnen und Nähzwirnen

Abstract

 Wasserfreie Zubereitung zum Präparieren von Nähgarnen und Nähzwirnen mit einem Gehalt an Organopolysiloxanen, welche aus
65 bis 99 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 50 bis 10 000 mm²s⁻¹ bei 25°C und einem Hydroxyl­gehalt von 0,3 bis 1,5 Gew.-% und
1 bis 30 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettamins mit im Mittel 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls
0 bis 5 Gew.-% üblicher Zusatzstoffe
besteht.
Die Zubereitungen sind einfach herzustellen, unbegrenzt lagerstabil und weisen auch über eine längere Lagerzeit konstante Viskosität auf. Die Zubereitungen verleihen Nähgarnen und Nähzwirnen ernied­rigte Fadenspannung, verringerten Fadenbruch und verbesserte Stick-­Sl ip-Eigenschaften.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine wasserfreie Zubereitung zum Präparieren von Nähgarnen und Nähzwirnen mit einem Gehalt an Organopolysil­oxanen.

[0002] Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, zum Präparieren von Näh­garnen und Nähzwirnen Zubereitungen zu verwenden, welche als gleit­verbessernde Substanzen Organopolysiloxane enthalten. Im allgemeinen werden dabei die Organopolysiloxane in Mischung mit anderen Substan­zen verwendet, da die üblichen linearen Dimethylpolysiloxane alleine nur unzureichende nähtechnische Eigenschaften aufweisen. Insbesonde­re ist das Lasttragevermögen der Organopolysiloxane zu gering. Auch die antielektrostatischen Eigenschaften können nicht befriedigen. Man mischt deshalb den Organopolysiloxanen weitere Wirkstoffe zu, um die Eigenschaften derartiger Präparationen zu verbessern.

[0003] Mischungen mit anderen Gleitmittelkomponenten, wie z.B. mit Wachsen, Antistatika, Korrosionsschutzmitteln, sind wegen der begrenzten Mischbarkeit dieser Verbindungen mit Organopolysiloxanen nur kurz­fristig stabil oder müssen in Form wäßriger Zubereitungen, z.B. als Emulsionen, eingesetzt werden.

[0004] Bei der Präparation in den offenen Galetten verlieren derartige wäß­rige Zubereitungen jedoch schnell Wasser durch Verdunstung. Dabei bauen sich die Wirkstoffe an den Apparateteilen auf und führen zu einer starken Verschmutzung sowie ungleichmäßigen Präparationsaufla­gen. Derartige wäßrige Zubereitungen haben zudem den Nachteil er­ höhter Korrosivität. Zu diesem Stand der Technik ist z.B. die EU-PS 0 056 095 zu nennen. Sie betrifft ein Mittel zum Erhöhen der Gleit­fähigkeit von organischen Fasern, wobei diese Mittel aus mindestens einer Organosiliciumverbindung, welche mindestens eine OSiR₂-Ein­heit, wobei R gleiche oder verschiedene, gegebenenfalls substituier­te Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, und mindestens eine Gruppierung
-X_aArX_aAr-
je Molekül enthält, wobei X gleiche oder verschiedene Glieder der Gruppe

-

-, -NR′-, -O-, -S-, SO₂-, -R˝-, -NR′R˝-,

-

R˝-, -OR˝-, -SR˝-, -SO₂R˝-
darstellt, wobei R′ Wasserstoff ist oder die gleiche Bedeutung wie R hat und R˝ 1 einen zweiwertigen aliphatischen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, Ar gleiche oder verschiedene zweiwertige, gegebenenfalls substituierte aromatische Kohlenwasser­stoffreste bedeutet und a jeweils 0 oder 1 ist, mindestens einer an­tielektrostatisch machenden Phosphorverbindung und gegebenenfalls weiteren Stoffen, einschließlich Paraffinwachs, bestehen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Verbindung der For­mel
O=P[(OCHR¹CHR¹)_nOR² ]₃
enthalten, wobei R¹ jeweils ein Wasserstoff oder die Methylgruppe bedeutet, mit der Maßgabe, daß in jeder -OCHR¹CHR¹-Einheit minde­stens ein R¹ Wasserstoff ist, R² jeweils Wasserstoff oder einen ein­wertigen Kohlenwasserstoffrest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und n 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 15 bedeutet, mit der Maßgabe, daß n mindestens 1 ist, wenn R² Wasserstoff ist und in jeder der Phos­phorverbindung mindestens eine -OCHR¹CHR¹-Einheit vorhanden ist.

[0005] Diese Mittel vermitteln den Garnen und Zwirnen jedoch noch zu ge­ringe Gleitfähigkeit, so daß die Fadenspannung zu hohe Werte auf­weist. Dies zeigt sich auch beim sogenannten Stick-Slip-Test. Bei diesem Test wird ein Faden über die Fadenleit- und Bremsorgane einer Nähmaschine bei vorgegebener Fadenspannung und Abzugsgeschwindigkeit abgezogen und die Amplitude der Fadenspannung gemessen, die bei guter Präparation möglichst gering sein soll.

[0006] Stellvertretend für wasserhaltige Zubereitungen wird die EU-PS 0 063 311 benannt. In dieser Patentschrift wird ein Mittel mit einem Gehalt an Siliconöl und Wachs zum substantiven Präparieren von Gar­nen oder Zwirnen in Form einer Öl/Wasser-Dispersion beschrieben, welche

a) 5 bis 80 Gew.-% Siliconöl einer Viskosität von 500 bis 50 000 mm²s⁻¹ bei 25°C,

b) 10 bis 80 Gew.-% Wachs mit einem Schmelzpunkt ≧ 40°C,

c) 1 bis 10 Gew.-% Fettsäuren mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, die gesättigt, verzweigt oder substituiert sein können oder Doppelbindungen aufweisen,

d) 0,4 bis 12 Gew.-% kationaktive Imidazoliniumsalze,

e) 0 bis 10 Gew.-% ethoxylierte Fettamine,

wobei die Summe der Bestandteile a) bis e) 100 Gew.-% ergeben muß, in Wasser dispergiert oder gelöst enthält.

[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wasserfreie Zubereitungen zu finden, welche einfach herzustellen und unbegrenzt lagerstabil sein sollen. Die Viskosität der Zubereitungen soll auch über eine längere Lagerzeit konstant bleiben. Die Zubereitungen sol­len möglichst nicht korrodierend wirken. Ihre nähtechnischen Eigen­schaften sollen den Eigenschaften wäßriger Gleitmittelformulierungen zumindest vergleichbar sein. Überraschenderweise ist dieses Eigen­ schaftsprofil bei einer Präparation zu finden, welche erfindungsge­mäß dadurch gekennzeichnet ist, daß sie aus
65 bis 99 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 50 bis 10 000 mm²s⁻¹ bei 25°C und einem Hydroxylge­halt von 0,3 bis 1,5 Gew.-% und
1 bis 30 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettamins mit im Mittel 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und gegebenenfalls
0 bis 5 Gew.-% üblicher Zusatzstoffe
besteht.

[0008] Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Zubereitung aus
90 bis 99 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans der in Anspruch 1 gege­benen Definition und
1 bis 5 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettamins der in An­spruch 1 gegebenen Definition und gegebenenfalls
0 bis 5 Gew.-% üblicher Zusatzstoffe.

[0009] Die in der Zubereitung enthaltenen Dimethylpolysiloxane sollen eine Viskosität von 50 bis 10 000 mm²s⁻¹ aufweisen und einen Hydroxyl­gehalt von 0,3 bis 1,5 Gew.-%, vorzugsweise einen Hydroxylgehalt von 0,4 bis 0,8 Gew.-%, haben.

[0010] Als zweite Komponente ist in der erfindungsgemäßen Zubereitung eine Fettsäure oder ein Fettamin mit im Mittel 8 bis 18 Kohlenstoffatomen enthalten. Besonders bevorzugt sind Fettsäure oder Fettamine mit im Mittel 8 bis 16 Kohlenstoffatomen, insbesondere 10 bis 14 Kohlen­stoffatomen. Die gesättigte Fettsäure und Fettamine sind bevorzugt. Besonders geeignet ist gehärtete Kokosfettsäure oder gehärtetes Ko­kosfettamin. Gemische natürlicher Fettsäuren oder Gemische von Fett­aminen sind im allgemeinen den reinen Verbindungen vorzuziehen. Als C₁₈-Fettsäure ist die Isostearinsäure der Stearinsäure aufgrund ihrer besseren Verträglichkeit vorzuziehen. In den nähtechnischen Eigenschaften verhält sich jedoch die Stearinsäure besser. Die Lös­lichkeit der Fettsäure bzw. des Fettamins nimmt mit steigender Koh­ lenstoffanzahl ab. Da sich die Löslichkeit dieser Verbindungen in Organopolysiloxanen jedoch mit steigender Temperatur verbessert, empfiehlt es sich, erf indungsgemäße Zubereitungen, welche eine Fett­säure oder ein Fettamin mit 16 oder mehr Kohlenstoffatomen enthal­ten, bei höherer Temperatur, z.B. bei einer Temperatur von 40 bis 50°C, als sogenannte Hot-melts einzusetzen.

[0011] Die erfindungsgemäße Zubereitung kann gegebenenfalls noch übliche Zusatzstoffe, wie Esteröle oder organische Phosphate, enthalten. Beispiele geeigneter Esteröle sind die Pelargonsäureester von Tri­methylolpropan oder Pentaerythrit sowie Fettsäureester niedriger Al­kohole, wie Stearinsäurebutylester.

[0012] Beispiele geeigneter Phosphate sind die gegebenenfalls partiellen Ester der Phosphorsäure mit aliphatischen Alkoholen mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen sowie die Phosphorsäureester von alkoxylierten, insbesondere ethoxylierten aliphatischen Alkoholen und Alkylphe­nolen, insbesondere Nonylphenol.

[0013] Die erfindungsgemäßen Zubereitungen werden durch einfaches Vermi­schen, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur, hergestellt. In den folgenden Beispielen werden verschiedene erfindungsgemäße Zuberei­tungen mit Produkten des Standes der Technik hinsichtlich ihrer nähtechnischen Eigenschaften verglichen.

[0014] Es werden zunächst 5 Zubereitungen hergestellt, deren Zusammenset­zung der folgenden Tabelle zu entnehmen ist.

Tabelle

Komponenten A/B	Zubereitung
Dimethylpolysiloxan	1	2	3	4	5
	Gew.-Teile
150 mm²s⁻¹ u. 0,7 % OH-Gehalt	100	95	-	-	-
400 mm²s⁻¹ u. 0,6 % OH-Gehalt	-	-	95	-	-
1000 mm²s⁻¹ u. 0,35 % OH-Gehalt	-	-	-	95	-
trimethylsilylendgestoppt 350 mm²s⁻¹ u. 0 % OH-Gehalt	-	-	-	-	100
i-Stearinsäure	-	5	-	-	-
Kokosfettamin, gehärtet	-	-	4	-	-
Kokosfettsäure, gehärtet	-	-	-	5	-
Mono/di-tert.butylphosphat	-	-	1	-	-

[0015] Dabei werden die einzelnen Bestandteile der Zubereitungen bei einer Temperatur von 45°C vermischt und bis zur klaren Lösung gerührt. Die Zubereitungen werden dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Als Ver­gleich dienen die Zubereitungen 6 und 7.

Zubereitung 6

[0016] 35 Gew.-Teile eines trimethylsilylendgruppenaufweisenden hydroxyl­gruppenfreien Dimethylpolysiloxans einer Viskosität von 1000 mm²s⁻¹ werden mit 10 Gew.-Teilen Paraffinwachs eines Schmelzpunktes von 52 bis 54°C vermischt und auf 90°C erwärmt. In der erhaltenen Schmelze werden 3 g eines ethoxylierten Kokosfettamins mit einem HLB-Wert von 12 als Emulgator verteilt. In die erhaltene ölige Phase werden 53 Gew.-Teile 90°C heißes Wasser eingerührt. Man läßt die erhaltene Emulsion unter langsamem Rühren erkalten.

Zubereitung 7

[0017] Die Zubereitung 7 entspricht der Zubereitung gemäß Beispiel 2 der EU-PS 0 056 095.

Anwendungstechnische Prüfung

[0018] Für die Versuche wurde ein aus Reißkabel gefertigter PES-Dreifach­zwirn der NXm 100/3 an einer Galette mit Präparationsmitteln ver­sehen.

A) Auflage in %

[0019] Die Auflage der Zubereitung auf dem Zwirn wurde durch eine Dif­ferenzwägung von behandeltem und unbehandeltem Nähgarn ermittelt.

B) Fadenspannung

[0020] Die Fadenspannung wurde mit einem Fadenspannungsmeßgerät der Firma Schmidt & Co. KG, Waldkraiburg, Typ DXX, bestimmt.

C) Nähtest

[0021] Mit dem behandelten Testfaden (als Oberfaden) werden 12, 14 oder 16 Lagen eines Baumwoll-Cretones dreimal mit maximaler Nähgeschwin­digkeit bis zum Reißen des Fadens vernäht. Die Stärke der zu verwen­denden Nähnadel richtet sich nach dem Titer des Testfadens.

[0022] Wird im Mittel eine Nahtstrecke von mehr als 40 cm erreicht, so wird der Test mit einer um zwei erhöhten Lagenzahl wiederholt. Ist die mittlere erreichte Nahtstrecke dagegen kleiner als 10 cm, wird der Test mit einer um zwei verminderten Lagenzahl wiederholt.

[0023] Das Ergebnis wird als mittlere erreichte Nahtstrecke in cm unter An­gabe der verwendeten Nadelstärke angegeben.

D) Stick-Slip

[0024] Die Messung des Stick-Slips erfolgt nach folgender Vorschrift:

Versuchsapparatur:

[0025] Industrienähmaschine, Rothschild F-Meter und Abzugsgerät mit Meß­kopf 400 g, Schreiber

Durchführung:

[0026] Vor Beginn jeder Messung müssen sämtliche Fadenleitorgane, -bremsen und der Meßkopf mit Ethanol sorgfältig gereinigt werden. Anschlie­ßend wird das Rothschild-Gerät wie folgt geeicht:

a) Gerät einschalten; da eine Anheizzeit von mindestens 1 h notwen­dig ist, empfiehlt es sich, das F-Meter ständig eingeschaltet zu lassen.

b) Nullpunkt t₁ und t₂ einstellen.

c) Betriebsartenschalter auf F und Eichen stellen.

d) Eichgewicht über den Meßkopf t₁ hängen, wobei darauf zu achten ist, daß der Faden den Reibkörper und den unteren Führungsstift des Meßkopfes tangiert. Mit dem Eichknopf den dem Gewicht ent­sprechenden Eichwert t₁ einstellen.

e) Übereinstimmung zwischen F-Meter-Anzeige und Schreiber überprü­fen, gegebenenfalls korrigieren.

[0027] Zur Messung wird bei der Betriebsartenschalterstellung "Messen t₁" zunächst der Eichfaden (Gütermann T 353) von der Spule über die Fa­denleit- und Bremsorgane einer Nähmaschine sowie über den Meßkopf t₁ mit 6 m/min abgezogen, wobei durch Verändern der Fadenbremse eine Fadenspannung von 130 g einjustiert wird.

[0028] Nach erneutem Reinigen der Fadenleitorgane, der -bremse und des Meß­kopfes mit Ethanol wird der Testfaden mit 2, 6 bzw. 14 m/min über die gleiche Anordnung abgezogen und die Fadenspannung t₁ am Schrei­ber registriert.

[0029] Die Schreibermitschrift wird hinsichtlich der mittleren Differenz zwischen Minimal- und Maximalwert der Fadenspannung ausgewertet, wobei eine Beurteilung des Stick-Slip-Verhaltens gemäß der folgenden Tabelle erfolgt:

Tabelle

Note	Amplitude der Fadenspannung Tensograph
1	0 - 2 mm
2	2 - 5 mm
3	5 - 9 mm
4	9 - 13 mm
5	13 - 18 mm
6	> 18 mm

Tabelle

Zubereitung	Auflage (%)	Fadenspannung (g)	Nähtest (cm)	Stick-Slip
1 nicht erfindungsgemäß	4,6	200 - 250	21	5 - 6
2 erfindungsgemäß	4,8	140 - 150	24	2
3 erfindungsgemäß	4,8	140 - 145	26	1 - 2
4 erfindungsgemäß	4,5	135 - 140	28	1
5 nicht erfindungsgemäß	5,0	130 - 150	18	3 - 4
6 nicht erfindungsgemäß	4,7	140 - 150	22	2
7 nicht erfindungsgemäß	4,9	160 - 170	23	2 - 3

[0030] Aus der Tabelle ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Zuberei­tungen sowohl niedrige Fadenspannung wie verringerten Fadenbruch und verbesserten Stick-Slip miteinander aufweisen.

Ansprüche

1. Wasserfreie Zubereitung zum Präparieren von Nähgarnen und Näh­zwirnen mit einem Gehalt an Organopolysiloxanen, dadurch gekenn­zeichnet, daß sie aus
65 bis 99 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 50 bis 10 000 mm²s⁻¹ bei 25°C und einem Hy­droxylgehalt von 0,3 bis 1,5 Gew.-% und
1 bis 30 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettamins mit im Mit­tel 8 bis 18 Kohlenstoffatomen und gegebenen­falls
0 bis 5 Gew.-% üblicher Zusatzstoffe
besteht.

2. Zubereitung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
90 bis 99 Gew.-% eines Dimethylpolysiloxans der in Anspruch 1 ge­gebenen Definition und
1 bis 5 Gew.-% einer Fettsäure oder eines Fettamins der in An­spruch 1 gegebenen Definition und gegebenenfalls
0 bis 5 Gew.-% üblicher Zusatzstoffe
besteht.

3. Zubereitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Dimethylpolysiloxan mit einem Hydroxylgehalt von 0,4 bis 0,8 Gew.-% enthält.