DE1194363B - Verfahren zum Appretieren und antistatischen Ausruesten von Fasern oder Textilien - Google Patents

Description

• Verfahren zum Appretieren und antistatischen Ausrüsten von Fasern oder Textilien Es ist bekannt, daß die Imprägnierung hydrophober Textilien mit gewissen Verbindungen die Neigung der Textilien zur elektrischen Aufladung stark vermindert. Solche Verbindungen werden antistatische Appreturmittel genannt. Jedoch werden praktisch alle diese Appreturmittel durch Waschen oder Trockenreinigung oder durch bloßes Spülen mit Wasser entfernt.
• Es sind auf der anderen Seite Verfahren zum Ausrüsten von Textilfasern mit ungesättigte Äthylengruppen enthaltenden und daher an sich polymerisierbaren Polyestern bekannt, bei denen die Beschichtung oxydativ fixiert wird, gegebenenfalls mittels als Oxydationskatalysatoren bekannten Fixativen. Da derartige Beschichtungen als Hilfsmittel bei der Verarbeitung der Textilien gedacht sind, sind sie jedoch leicht entfernbar und stellen daher keine dauerhafte Appretur dar.
• Im Ge-ensatz dazu betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Appretieren und antistatischen Ausrüsten von Fasern oder Textilien mit einer wäßrigen Lösung eines aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen Carbonsäuren erhaltenen, polymerisierbaren Polyesters und anschließender Fixierung der erzielten Beschichtung, das sich von dem obengenannten Verfahren dadurch unterscheidet, daß erfindungsgemäß zum dauerhaften Ausrüsten von hydrophoben Textilien ein Polyester aus Polyäthylenglykolen mit einem Molgewicht von mindestens 200 und höchstens 6500 und Dicarbonsäuren und bzw. oder deren Derivate wie Anhydride, Chloride und Ester mit mindestens einer Äthylengruppe im Molekül verwendet werden, wobei ein ebenfalls aufgebrachter, radikalisch wirksamer Polymerisationskatalysatorbeim Erwärmen Vernetzung und Unlöslichwerden bewirkt.
• Typische Beispiele geeigneter Polyester sind die Umsetzungsprodukte aus ungesättigten Dicarbonsäuren in Art der Malein-, Fumar-, Itacon-, Citraconsäure u. ä., mit zweiwertigen Alkoholen in der Art von Polyäthylenglykolen HOCH,CH,(OCH2CH#.OH wobei n eine ganze Zahl von 3 bis 140 bedeutet. Es können auch Mischungen der obengenannten ungesättigten Dicarbonsäuren verwendet werden, ebenso auch gewisse Mengen ungesättigter Polycarbonsäuren mit mehr als zwei Carbonsäuregruppen (z. B. Aconitsäure) im Verein mit den obengenannten Säuren, allerdings unter der Voraussetzung, daß die verwendete Menge so bemessen ist, daß keine vernetzten, unlöslichen Polymere während der Herstellung der gewünschten linearen, löslichen Polyester entstehen. Ist das Mengenverhältnis von Polycarbonsäuren zu Dicarbonsäuren derart, so zeigen die erhaltenen Produkte eine große Neigung zur Polymerisation, wenn sie in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators auf Textilmaterialien aufgebracht werden und auf erhöhte Temperaturen erhitzt werden. Als zweiwertige Alkohole können andererseits auch Mischungen zweiwertiger Alkohole verschiedenen Molekulargewichtes verwendet werden, es können aber auch im Verein mit den zweiwertigen Alkoholen gewisse Mengen mehrwertiger Alkohole mit mehr als zwei Hydroxylgruppen in Art des Glycerins angewandt werden unter der Voraussetzung, daß die Menge so bemessen ist, daß die Bildung von vernetzten, unlöslichen Polymeren während der Herstellung der linearen Polyester unterbleibt.
• Die Kondensation der ungesättigten Polycarbonsäuren (oder ihrer Derivate) mit den mehrwertigen Alkoholen kann unter solchen Bedingungen durchgeführt werden, daß ein hoher Grad von Polykondensation eintritt, so daß Polyester von hohem Molekulargewicht gebildet werden (z. B. Polyäthylenglykol 600 und Itaconsäure mit einem Kondensationsgrad von 850/, ergeben einen linearen Polyester mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ungefähr 3000). Der Umsatz kann aber auch unter milderen Bedingungen durchgeführt werden, so daß verhältnismäßig niedermolekulare, polymere Polyester entstehen.
• Produkte von gleicher chemischer Struktur der Monomeren, aber verschiedenen Ausmaßes der Polykondensation verleihen nach ihrer Überführung in vernetzte Polymere damit behandeltem Gewebe unterschiedliche Eigenschaften.
• Durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgebrachte Appretur werden das Aussehen und der Griff des Gewebes günstig beeinflußt. Gleichzeitig ist es möglich, durch Abwandlung der Struktur des zur Herstellung der löslichen Polyester dienenden Ausgangsmaterials, durch Abwandlung der Bedingungen und Mengen bei der Anwendung und durch Abwandlung des Katalysators und der während der Polymerisation herrschenden Bedingungen dem behandelten Gewebe eine große Zahl wertvoller Eigenschaften, wie Steife, Weichheit und Fülle, zu verleihen.
• Der zur Durchführung der Erfindung nötige Katalysator ist aus der Gruppe der Katalysatoren gewählt, die in der Lage sind, die Bildung freier Radikale anzuregen, wie solche für Polymerisationsreaktionen zwischen Vinylgruppen bekannt sind. Geeignete Katalysatoren sind z. B.: Kaliumpersulfat, Wasserstoffperoxyd plus Eisensulfat (ein sogenanntes Katalysator-Redox-System), Peressigsäure u. ä. Jeder dieser Katalysatoren erfordert geeignete Anwendungsbedingungen (pH des Bades, Menge des nötigen Katalysators, Trocknungs- und Nachbehandlungsbedingungen). Als zufriedenstellend erweist sich der Gebrauch von Kaliumpersulfat (10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymer) bei pH 6 bis 7 und der Gebrauch eines Redoxsystems (0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent 350/jgen Wasserstoffperoxyds plus 0,05 Gewichtsprozent Eisensulfat, jeweils bezogen auf das Polymer) bei pH 2 bis 4. Die Nachbehandlung erfolgt z. B. durch 10 Minuten langes Trocknen bei etwa 116'C und darauffolgendes, 1/, Minute langes Erhitzen auf etwa 165'C. Es besteht die übliche Zeit-Temperatur-Abhängigkeit, d. h., bei höherer Temperatur genügt eine kürzere Nachbehandlungszeit und umgekehrt. Ungenügende Nachbehandlung hat eine verminderte Haltbarkeit der Appretur beim Waschen zur Folge.
• Die auf das hydrophobe Textilmateriäl aufzubringenden polymerisierbaren Polyester können zusammen mit wasserlöslichen oder wasseremulgierbaren, mono-oder polyfunktionellen Monomeren in der Art von N,N-Methylen-bis-acrylamid, von Diacrylat (oder Dimethaerylat) von Polyäthylenglykolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 400 bis einschließlich 1000, 1,3,5-Triacrylylperhydro-S-triacin u. ä. angewendet werden. Auf diese Weise werden dann Mischpolymerisate gebildet, und die Eigenschaften des zugerichteten Textilmaterials können noch weiter durch Auswahl der Struktur und der Menge der verwendeten Comonomeren im Verein mit dem ungesättigten Polyester abgewandelt werden. Vorzugsweise ist bei der Polykondensationsreaktion ein Verzögerer anwesend, um eine Polymerisation, die zur Bildung von unlöslichen Produkten führen würde, zu vermeiden. Jedoch kann selbst bei Anwesenheit eines Verzögerers bis zu einem gewissen Grad Polymerisation eintreten, und manchmal kann eine solche Polymerisation von Vorteil sein, solange sie nicht zur Bildung unlöslicher, vernetzter Produkte führt.
• Hydrophobe Fasern sind synthetische Fasern z. B. aus Polyamid, Nylon, Polyestern oder auch Celluloseacrylacetatfasern. In den folgenden Beispielen ist der spezifische Flächenwiderstand des Stoffes oder Gewebes als elektrischer Widerstand zwischen zwei parallelen, metallischen Elektroden definiert, deren gegenseitiger Abstand so groß ist wie ihre Länge.
• Der elektrische Widerstand von Textilmaterialien hängt von ihrem Feuchtigkeitsgehalt bzw. der relativen Feuchtigkeit der umgebenden Atmosphäre ab. Die Massing der elektrischen Widerstände ist bei einer relativen Feuchtigkeit zwischen 30 und 50 0/, durchgeführt worden. Beispiel 1 Auf ein Polyäthylenglykolterephthalatfaser enthaltendes Gewebe wird ein durch thermische Veresterung in Anwesenheit von 3,3 Teilen Hydrochinon als Verzögerer und 4,2 Teilen Mischalkansulfonsäure als Kondensationskatalysator hergestellter Polyester aus 390 Teilen Itaconsäure und 1800 Teilen Polyäthylenglykol 600, der zu 65 % verestert ist, aufgebracht. Die verwendete wäßrige 20 Gewichtsprozent dieses Polyesters mit einem Gehalt von 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat enthaltende Lösung wird auf pH 6 eingestellt. Mit dieser Lösung auf 30 Gewichtsprozent Flottenaufnahme, entsprechend einer Trockenaufnahme von 6 "/, Polyester, imprägniertes Taftgewebe wird 10 Minuten bei 49'C getrocknet und danach bei 166'C 3 Minuten lang nachbehandelt.
• Während das unbehandelte Gewebe einen spezifischen Flächenwiderstand von 1010 Ohm aufweist, zeigt das behandelte Gewebe einen Wert von nur 1010 Ohm. Nach einmaligem Waschen ist dieser Wert immer noch derselbe, und selbst nach zehnmaligem Waschen ist der Widerstand nur 1012 Ohm. Das Waschen wurde in einer automatischen Haushaltswaschmaschine bei 60'C unter Verwendung eines synthetischen Haushaltswaschmittels durchgeführt. Beispiel 2 Der im Beispiell verwendete Polyester wird in Wasser zu einer lOgewichtsprozentigen Lösung gelöst. Zu dieser Lösung setzt man 1 Gewichtsprozent Triacrylo-s-triazin und 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat zu und stellt den pH-Wert des Bades auf 6 ein. Mit dieser Lösung wird ein Polyester-Taftgewebe imprägniert, getrocknet und, wie im Beispiel 1 beschrieben, nachbehandelt. Das zugerichtete Gewebe hat im wesentlichen dieselben Eigenschaften wie das oben beschriebene.
• Beispiel 3 Eine 18gewichtsprozentige Lösung des im Beispiel 1 verwendeten Polyesters wird mit 2 Gewichtsprozent N,N-Methylen-bis-acrylamin und 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat versetzt. Mit dieser Lösung wird ein entschlichtetes, gebleichtes, ungefärbtes Nylon-Taftgewebe imprägniert. Die Aufnahme des Gewebes an Feststoffen beträgt 6,5 Gewichtsprozent des Gewebes. Das Gewebe wird getrocknet und entsprechend Beispiel 1 nachbehandelt.
• Während das unbehandelte Gewebe einen spezifischen Flächenwiderstand in der Größenordnung von 1014 Ohm aufweist, zeigt das behandelte Gewebe nach einmaligem Waschen (in einer automatischen Haushaltswaschmaschine bei 60'C mit einem synthetischen Haushaltsreinigungsmittel) einen Widerstand von 1010 Ohm. Selbst nach zehnmaligem Waschen ist der Widerstand im wesentlichen derselbe. Beispiel 4 Ein aus 130Teilen Itaconsäure, 600Teilen Polyäthylenglykol 600 unter Verwendung von 2,1 Teilen Paramethoxyphenol als Verzögerer und 1,5 Teilen Mischalkansulfonsäure hergestellter Polyester mit einer 860/,igen Veresterung der Carboxylgruppen wird in Wasser zu einer 301/,igen Lösunggelöst. Dazukommen 0,3 Gewichtsprozent Wasserstoffperoxyd und 0,01 Gewichtsprozent Eisensulfat. Mit dieser Lösung wird ein Polyäthylenglykolterephthalatfaser enthaltendes Gewebe imprägniert. Die weitere Behandlung erfolgt gemäß Beispiel 1. Das appretierte Gewebe weist selbst nach wiederholtem Waschen mit Seifenlösungen einen außerordentlich guten Widerstand gegen elektrostatische Aufladungen auf.
• Beispiel 5 Ein aus 130 Teilen Itaconsäure, 1540 Teilen Polyäthylenglykol 1540 unter Verwendung von 2,5 Teilen Paramethoxyphenol und 3 Teilen Mischalkansulfonsäure hergestellter Polyester mit einer 900/,igen Veresterung der Carboxylgruppen wird in Wasser zu einer 200/,igen Lösung gelöst. Dazu kommen 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat. Nylontaft wird mit dieser Lösung imprägniert und entsprechend dem Beispiel 1 behandelt; der Taft weist einen spezifischen Flächenwiderstand von nur 109 Ohm auf, und dieser Wert ändert sich auch nicht, selbst nach zehnmaligem Waschen in einer automatischen Haushaltswaschmaschine mit einem synthetischen Haushaltsreinigungsmittel.
• Beispiel 6 Ein aus 117 Teilen Itaconsäure, 11,5 Teilen Aconitsäure, 600 Teilen Polyäthylenglykol 600 unter Verwendung von 1,2 Teilen Paramethoxyphenol und 1,6 Teilen Mischalkan-sulfonsäure hergestellter Polyester mit einer 63"/,igen Veresterung der Carboxylgruppen wird in Wasser zu einer 20gewichtsprozentigen Lösung gelöst. Zu dieser Lösung kommen 2 Gewichtsprozent Kaliumpersulfat. Mit dieser Lösung wird ein Nylontaft imprägniert, wobei die Feststoffaufnahme 5 Gewichtsprozent beträgt. Das imprägnierte Gewebe wird getrocknet und wie in den vorhergehenden Beispielen nachbehandelt. Nach einmaligem Waschen mit einem synthetischen Haushaltsreinigungsmittel in einer automatischen Waschmaschine beträgt der spezifische Flächenwiderstand größenordnungsmäßig ungefähr 10" Ohm, nach zehnmaligem Waschen 1010 Ohm.
• Beispiel 7 Ein aus 13Teilen Itaconsäure, 600Teilen Polyäthylenglykol 6000 unter Verwendung von 0,9 Teilen Paramethoxyphenol und 1,2 Teilen Mischalkansulfonsäure hergestellter Polyester mit einer 750/,igen Veresterung der Carboxylgruppen wird zur Imprägnierung eines Nylontafts benutzt, wobei wie in den vorhergehenden Beispielen beschrieben vorgegangen wird. Das appretierte Gewebe hat einen weicheren Griff als das gemäß Beispiel 6 erhaltene. Nach einmaligem Waschen beträgt der spezifische Flächenwiderstand größenordnungsmäßig 1010 Ohm, nach zehnmaligem Waschen 1012 Ohin. Die erfindungsgemäß verwendeten, wasserlöslichen, ungesättigten Polyester haben im wesentlichen die folgende Formel: wobei n eine ganze Zahl höher als 2, etwa 3 bis 140, R ein zweiwertiger Rest mit mindestens einer ungesättigten Äthylengruppe (der zwischenständige Rest der zweibasischen Säure), X eine ganze Zahl höher als 2 und A und B einwertige Reste sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Appretieren und antistatischen Ausrüsten von Fasern oder Textilien mit einer wäßrigen Lösung eines aus mehrwertigen Alkoholen und mehrbasischen Carbonsäuren erhaltenen polymerisierbaren Polyesters und anschließender Fixierung der erzielten Ausrüstung, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß zum dauerhaften Ausrüsten von hydrophoben Textilien ein Polyester aus Polyäthylenglykolen mit einem Molgewicht von mindestens 200 und höchstens 6500 und Dicarbonsäuren und bzw. oder deren Derivate wie Anhydride, Chloride und Ester mit mindestens einer Äthylengruppe im Molekül verwendet werden, wobei ein ebenfalls aufgebrachter radikalisch wirksamer Polymerisationskatalysator beim Erwärmen Vernetzung und Unlöslichwerden bewirkt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyester verwendet wird, zu dessen Herstellung Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht zwischen 200 und 1500, vorzugsweise 600, verwendet wurde. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyester verwendet wird, zu dessen Herstellung als Dicarbonsäure Maleinsäure und bzw. oder Fumarsäure und bzw. oder Itaconsäure und bzw. oder Citraconsäure verwendet wurde. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyester verwendet wird, dessen Kondensation in Anwesenheit eines Kondensationskatalysators und eines Polymerisationsverzögerers erfolgt ist. - 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyester verwendet wird, zu dessen Herstellung neben Polyäthylenglykol noch weitere, höherwertige Alkohole in einer zur Bildung vernetzter, unlöslicher Polymere nicht ausreichenden Menge verwendet wurde. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyester verwendet wird, zu dessen Herstellung neben der Dicarbonsäure noch weitere höherbasische Carbonsäuren in einer zur Bildung vernetzter, unlöslicher Polymere nicht ausreichenden Menge verwendet wurden. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 912 925, 915 685; britische Patentschrift Nr. 738 379.