DE1228025B - Herstellen von Faeden aus linearen Polyestern - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

DOIf

Deutsche Kl.: 29 b - 3/60

Nummer: 1228 025

Aktenzeichen: P 30395IV c/29 b

Anmeldetag: 18. Oktober 1962

Auslegetag: 3. November 1966

Eine bekannte Möglichkeit, antistatische Fasern zu erhalten, ist das Verspinnen von Copolymeren. Hydrophile Monomere werden in der makromolekularen Kette durch Einpolymerisation mit einem größeren Anteil an hydrophoben Monomeren kombiniert. Man hat zwar in einigen Fällen einigermaßen brauchbare Copolymerisatzusammensetzungen gefunden, aber dies geschah um den Preis verschlechterter physikalischer Eigenschaften, wie Festigkeit, Dehnung, Steifigkeit, Haltbarkeit, Alkalibeständigkeit.

Die Erfindung zielt auf die Entwicklung einer orientierten, synthetischen, schmelzgesponnenen Faser ab, die im wesentlichen antistatische Eigenschaften aufweist. Die Faser kann auch auf Grund von Hohlräumen eine hohe Deckkraft in Verbindung mit einer Glanzoberfläche aufweisen.

Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von Fäden aus linearen Polyestern, bei denen mindestens 75°/o der wiederkehrenden Einheiten der Polyesterkette mindestens einen zweiwertigen carbocyclischen Ring mit mindestens 6 Kohlenstoffatomen als integrierenden Bestandteil der Polyesterkette enthalten, wobei sich zwischen den beiden Bindungsstellen des Ringes an die Polyesterkette mindestens 4 Ringkohlenstoffatome befinden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze der Polyester, die zusätzlich einen polymeren Alkylenäther mit einem Molekulargewicht von mindestens 1300 in Mengen von 3 bis 15 Gewichtsprozent gleichmäßig als gesonderte Phase enthält, verspinnt.

Die polymeren Alkylenäther sind entweder Äthylenoxyd, Propylenoxyd oder Äthylenoxyd-Propylenoxyd-Kondensationsprodukte. Vorzugsweise ist der polymere Alkylenäther ein Polyäthylenoxyd, das an den Enden durch nicht mehr als eine Hydroxylgruppe und durch eine oder mehrere Ätherendgruppen der Formel —OR gekappt ist, worin R eine Alkyl-, Aryl- oder Aralkylgruppe ist.

Gründliches Mischen ist wesentlich, um die PoIyätherverbindung genügend gleichmäßig im hydrophoben Polykondensat zu verteilen. Gewöhnlich reicht es aus, die Komponenten in einer Schneckenpresse zu schmelzen, obgleich infolge der hohen Schmelzviskosität des Polykondensates und des polymeren Alkylenäthers mechanisch arbeitende Mischer noch wirksamer sind.

Röntgenögramme von Polyäthylenterephthalatf äden, die mit hochmolekularem Polyäther modifiziert sind, zeigen Merkmale, die für eine orientierte kristalline Polyätherglykolphase charakteristisch sind, außer-

Herstellen von Fäden aus linearen Polyestern

Anmelder:

E. I. du Pont de Nemours and Company,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,

München 27, Pienzenauer Str. 28

Als Erfinder benannt:

Eugene Edward Magät, Spring Valley, Del.;

William Henry Sharkey,

Wilmington, Del. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Oktober 1961
(146424)

dem Merkmale, die für eine orientierte kristalline Polyäthylenterephthalatphase charakteristisch sind. Im Gegensatz dazu zeigt ein Terephthalatpolyester, welcher Polyäthyleneinheiten in der Kette enthält, wie er von D. Coleman in J. Polymer Sei., S. 14, (1954), beschrieben ist, keinen Unterschied von Röntgenogrammen des modifizierten Polymeren, welches sowohl Polyäthylenterephthalat als auch PoIyätherterephthalatblöcke enthält, und des nichtmodifizierten Polyäthylenterephthalats.

Aus der deutschen Äuslegeschrift 1 000 778 ist ein Verfahren zur Veränderung der Oberflächenstruktur von Polyesterfasern mit wäßrigen Lösungen von Alkalihydroxyden bekannt, das darin besteht, daß man den Lösungen noch Polyglykole oder deren Derivate zusetzt. Dieses bekannte Verfahren hat den Zweck, Polyester-Textilstoffe in bezug auf ihr Knittervermögen, ihren Griff und ihre Anfärbbarkeit zu veredeln. Diese Art von Veredlung beruht auf einem mäßigen Faserabbau und wurde früher durch bloßes Abkochen der Fasern mit 4- bis 20%iger Alkalilauge vorgenommen. Hierbei ergab sich jedoch die Schwie-

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rigkeit, daß bei niedrigen Alkalihydroxydkonzentrationen die gewünschte Wirkung erst nach sehr langen Behandlungszeiten eintrat, während zu hohe Alkalihydroxydkonzentrationen zur Schädigung der Fasern führten. Durch den Zusatz von Polyglykolen zur Alkalilauge gemäß der deutschen Auslegeschrift 1000 778 gelingt es, die gewünschte Veredlung" der Polyestergewebe schön mit Abkochbädern herbeizuführen, die weniger als 4°/o Alkalihydroxyd enthalten, und dadurch die Schädigung der Fasern zu vermeiden.

Durch die Behandlung von Polyester-Textilstoffen nach dem bekannten Verfahren läßt sich jedoch kein bleibender antistatischer Effekt erzielen, weil die nur zur Oberflächenbehandlung verwendeten Polyglykole wasserlöslich sind und sich daher beim Waschen aus dem "Gewebe leicht' auswaschen'lasseh. Andererseits kann ein antistatischer Effekt, selbst wenn er durch Abkochen des Gewebes mit Alkalilauge unter Zusatz von Polyglykolen erzielbar sein sollte, auch deshalb nicht dauerhaft sein, weil die nur auf die Faseraberfläche aufgebrachten Polyglykole von dem Gewebe bei seiner '.normalen -Verwendung 'durch Abrieb entfernt werden. · . ' . .

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird dagegen ein bleibender antistatischer Effekt erzielt, weil der für diese Wirkung verantwortliche polymere Alkylenäther beim .Schmelzspinnen gleichmäßig in die Fasern eingelagert wird und infolgedessen weder durch Waschen aus den Fasern ausgelaugt noch durch Abrieb von ihnen entfernt werden kann.

Die her angegebene Neigung der Gewebe zur statischen Aufladung wird als der Gleiehstromwiderstand in Ohm/Flächeneinheit (die Einheit der Fläche ist dabei unwesentlich) angegeben. - Dieser Wert wird nach der A/A.T.C.C.-Methode, C-76-59, parallel zur Gewebeoberfläche bei der angegebenen Temperatur und Feuchtigkeit bestimmt. Die Zahlenwerte werden als »log R« angegeben, also dem dekadischen Logarithmus des. Widerstandes in Ohm. Hohe Werte zeigen die 'Neigung an,"; eine statische Ladung aufzunehmen und zurückzuhalten. Ein hinreichender antistatischer Schutz wird erreicht, wenn das Verhalten der Baumwolle erreicht wird; log R beträgt für Baumwolle 13,1 bei 30°/o relativer Feuchtigkeit.

Der. Waschtest, der dazu dient, die Heimwäsche nachzuahmen,, wird wie folgt durchgeführt: Die Gewebe . werden^: in einer Trommelwaschmaschine bei einer Wassertemperatur von 38° C gewaschen; die gewaschenen Gewebe werden ausgedrückt, um überschüssiges Wasser zu entfernen, und anschließend bei 77° C trommelgetrocknet. -

Unter, »durchschnittlichem Molekulargewicht« ist hier das Zahlendurchschnitt-Molekulargewicht zu verstehen.

Der Ausdruck »beständig unter den Bedingungen des Schmelzspinnens« bedeutet, daß der Poly-(alkylenäther) sich während des Spinnvorganges nicht zersetzt oder verflüchtigt.

Unter »mikroskopisch klein« wird hier eine Teilchengröße von etwa 0,05 bis 2 oder mehr Mikron Durchmesser verstanden. Die Länge der Polyätherteilchen oder »Fibrillen« wird auf das Va- bis 10-fache des Fadendurchmessers geschätzt. Diese Teilchen sind fast immer in einem Lichtmikroskop sichtbar. Es ist anzunehmen, daß diese Fibrillen in irgendeiner Weise miteinander verbunden sind, so daß elektrisc'he Ladungen zur Erde abgeleitet werden.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile und Prozentangaben Gewichtsangaben, wenn nichts anderes angegeben ist.

" Beispiel 1

Polyäthylenterephthalat wird in der üblichen Weise hergestellt, indem man Dimethylterephthalat mit Äthylenglykol unter Entwicklung von Methanol umsetzt. Wenn die Entwicklung von Methanol beendet

ίο ist, überführt man das Reaktionsprodukt in einen Autoklav und beginnt mit dem Evakuieren, Glykol wird entwickelt, wenn das hochmolekulare Konden-

_ sat gebildet ist. Etwa in der Mitte des Kondensationsvorganges wird ein mit Nonylphenyl gekappter PoIy- ätheralkohol in einer Glykolaufschlämmung zugesetzt. Die Kondensation wird fortgesetzt, bis ein Polyester von spinnfähigem Molekulargewicht entstanden ist. Nach beendeter Polykondensation wird das PoIykondensat als Band, ausgespritzt, in Flocken ge-

ao schnitten und dann unter Verwendung einer Schnekkenschmelzpresse in Fäden versponnen. Das Fadenbündel wird verstreckt und in einen Satin mit Schußr flor gewebt. Proben des Testgarnes und einer nichtmodifizierten Kontrollprobe A werden einer 5maligen Waschbehandlung unterzogen, an die sich jeweils ein Bügeln von Hand bei der für synthetische Gewebe üblichen Fixiertemperatur anschließt. Nach der 5maligen Wasch-Bügel-Behandlung wird jede Probe subjektiv auf ihr statisches Verhalten gegen, die nichtmodifizierte Polyesterkontrollprobe A bei 25% relar

' tiver Feuchte bewertet. Die Bewertungsskala reicht von 1 (starke statische Aufladung) bis zu 5 (keine statische Aufladung). Baumwolle, die annehmbar ist, hat einen Wert von 3 bis 4.

Tabelle I

	Durch	Konzen	Bewertung
Versuche	schnittliches	tration	des statischen
zum Nachweis	Molekular-.		Verhaltens nach
des technischen	gewicht		einer 5maligen.
Fortschritts		Vo	Wasch-Bügel-
	keines	__	Behandlung.
A (Vergleich)	4,600	6	1=0
B		4,6

Die Prüfung der Fäden der Probe B im Lichtmikroskop zeigt keine sichtbare Streifenbildung, aber _B. _B bei höherer Vergrößerung in einem Elektronenmikroskop sind winzig kleine Streifenbildungen erkennbar.

Beispiel 2

Es werden (a) 6 % einer Polyätherverbindung vom Molekulargewicht 20 000 mit Hydroxylendgruppen und (b) 6% einer Polyätherverbindung vom Molekulargewicht 20 000 mit Methoxyendgruppen in Polyäthylenterephthalat einverleibt, welches wie oben beschrieben versponnen und in Satin mit Schußflor ge-So webt wird. Proben dieser Produkte werden mit A υ bzw. B bezeichnet.

Der technische Fortschritt

^ Die Bewertung des statischen Verhaltens dieser Proben nach einem 5maligen Wasch-Bügel-Vorgang und einer nichtmodifizierten Kontrollprobe C ist in Tabellen angegeben. Proben des Gewebes werden mit einem Dispersionsfarbstoff angefärbt und 40 Stun-

den in einem Xenotester belichtet, um die Lichtechtheit zu bestimmen. Es zeigt sich, daß bei der Kontrollprobe C kein Ausbleichen, bei dem mit Methoxygruppen gekappten Polyätherprodukt (Probe B) eine sehr geringe Änderung des Farbtons und bei der Probe A eine schwerwiegende Veränderung des Farbtons erfolgt ist. Stränge aus diesen Garnen werden in verdünnter Natronlauge gekocht, es wird der Gewichtsverlust dieser Proben mit dem Gewichtsverlust der Kontrollprobe C in Vergleich gesetzt.

Tabelle Π

A	Probe B	C (Kontrollprobe;
20 000 6	20 000 6	keine
4,2 starke Veränderung 880	4,3 geringe Veränderung 100	1,0 keine Veränderung 100

Polyätherverbindung

Molekulargewicht

Zugesetzte Menge, %

Bewertung des statischen Verhaltens nach einem

5maligen Wasch-Bügel-Vorgang

Lichtechtheit des Dispersionsfarbstoffs

Alkali-Empfindlichkeit, % der Kontrollprobe

Man sieht, daß die Probe B eine Alkali-Empfindlichkeit (Ausmaß des Gewichtsverlustes) zeigt, welche derjenigen der Kontrollprobe entspricht, während das as Ausmaß des Gewichtsverlustes für Probe A fast neunmal so schnell ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Herstellen von Fäden aus linearen Polyestern, bei denen mindestens 75% der wiederkehrenden Einheiten der Polyesterkette mindestens einen zweiwertigen carbocyclischen Ring mit mindestens 6.Kohlenstoff atomen als integrierenden Bestandteil der Poyesterkette enthalten, wobei sich zwischen den beiden Bindungsstellen des Ringes an die Polyesterkette mindestens 4 Ringkohlenstoffatomebefinden, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Schmelze der Polyester, die zusätzlich einen polymeren Alkylenäther mit einem Molekulargewicht von mindestens 1300 in Mengen von 3 bis 15 Gewichtsprozent gleichmäßig als gesonderte Phase enthält, verspinnt.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 778.

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