DE1619107B - Antistatischmachendes Textilhilfsmittel für synthetische Fasern - Google Patents

Description

IO

Die Erfindung betrifft ein antistatischmachendes Textilhilfsmittel vom Typ eines ül-in-Wasser-Gemisches, das eine stabile Emulsion bildet, die zum Verhindern von elektrischen Aufladungen synthetischer Fasern dient.

Für diesen Zweck sind l-Äthylol-2-alkyl-imidazoline, die man αμκΐι Reaktion von Fettsäuren und Hydroxyäthyldiamin gewinnt, bekannt. Sie werden lediglich als kationische oberflächenaktive Mittel benutzt, da sie in Kombination mit anionischen Verbindungen als Emulgiermittel für Avivierzwecke ungeeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein antistatischmachendes Textilhilfsmittel für synthetische Fasern zu schaffen, das eine stabile Emulsion bildet und den Fasern ausgezeichnete antistatische Eigenschaften verleiht.

Das antistatischmachende Textilhilfsmittel für synthetische Fasern gemäß der Erfindung besteht aus einer Emulsion eines Gemisches aus 10 bis 50 Gewichtsprozent eines carboxyäthylierten Derivates von l-Äthylol^-alkyl^-imidazolin, 40 bis 80 Gewichtsprozent Mineralöl und/oder einem aliphatischen Säureester als schmierendem Bestandteil und 0 bis 40 Gewichtsprozent eines anionischen und/oder nichtionischen Emulgiermittels. Das Textilhilfsmittel gemäß der Erfindung kann noch zusätzlich ein oder mehrere höhere Alkohole und/oder eine oder mehrere höhere aliphatische Säuren enthalten.

Für das Aufbringen einer Textilhilfsmittelemulsion auf die Fasern spielt die Gleichförmigkeit der Emulsion und ihre Stabilität eine ausschlaggebende Rolle. Wenn beispielsweise die Fasern mit einer instabilen Emulsion behandelt werden, bilden sich nach dem Aufbringen der Emulsion Spannungssiellen, sobald die Fasern mit einer Metallwalze in Berührung kommen oder über diese geführt werden, was zur Folge hat, daß die Fasern brechen und ihre Qualität erheblich leidet.

Als schmierenden Bestandteil in Textilhilfsmitteln verwendet man in der Regel ein Mineralöl oder einen Fettsäureester. Als Emulgiermittel für das Mineralöl hat man bisher polyoxyäthylierte Fettsäuren, höhere Alkohole oder aliphatische Alkylamine bzw. -amide verwendet, jedoch sind diese nicht immer als Emulgiermittel für die Fettsäureester geeignet.

Aus der USA.-Patentschrift 2730464 sind Textilhilfsmittel für synthetische Fasern bekannt, die aus Mineralöl und 2-Alkyl-imidazolin bestehen und den Fasern antistatische Eigenschaften verleihen sollen. Insbesondere ist auch l-Äthylol-2-alkyl-imidazolin als wesentlicher Bestandteil für eine antistatische Textilausrüstung angegeben. Demgegenüber bietet

15 die gemäß der Erfindung verwendete carboxyäthylierte Imidazolinverbindung hinsichtlich ihrer Emulsionsbeständigkeit, der Verteilung auf den Schmälzrollen und dem Netzvermögen der Auftragsrollen einen wesentlichen technischen Fortschritt, wie dieses aus den weiter unten angeführten Vergleichsbeispielen hervorgeht.

Das erfindungsgemäße Aviviermittel stellt eine sehr gleichförmige stabile Emulsion dar, die darüber hinaushervorragende antistatische Eigenschaften aufweist.

In dem neuen Aviviermittel kann die Menge der einzelnen Bestandteile in einem gewissen Bereich variieren, und zwar sollen die Bestandteile in den nachfolgend angegebenen anteiligen Mengen vorhanden sein:

Bestandteil	Gewichtsprozent
Schmierender Bestandteil Carboxyäthyliertes Derivat des l-Äthylol-2-alkyl-2-imidazolin Emulgiermittel	40 bis 80 10 bis 50 0 bis 40

Gegebenenfalls können in dem Gemisch noch ein Kupplungsmittel in Form ein oder mehrerer höherer Alkohole und/oder ein oder mehrerer höherer aliphatischer Säuren vorhanden sein.

Als Emulgiermittel kann man ein beliebiges anionisches oder nichtionisches oberflächenaktives Mittel oder ein Gemisch solcher Mittel einsetzen.

Das erfindungsgemäße Textilhilfsmittel verwendet man gewöhnlich in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion, in welcher das schmierende Gemisch in einer anteiligen Menge von in der Regel 5 bis 30 Gewichtsprozent vorhanden ist. Die anteilige Menge an schmierendem Gemisch, die auf die Fasern oder Garne aufgebracht wird, liegt gebräuchlicherweise bei 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa bei 0,2 bis 0,5 Gewichtsprozent.

Beispiel 1

In Anwesenheit eines Alkali-Katalysators wurde bei 8O⁰C 1 Mol l-ÄthyloW-heptadecenyW-imidazolin 3 Stunden lang in einem wäßrigen Medium mit 1 Mol Methylacrylat umgesetzt, dann wurde das Produkt hydrolysiert, und es wurde das Natriumsalz von 1 - Carboxyäthoxyäthyl - 2- heptadeceny 1 - 2- imidazolin (dieses Salz wird im nachfolgenden als »carboxyliertes Imidazolin-Salz« bezeichnet) gewonnen. Unter Verwendung dieses Salzes wurde das folgende Gemisch zubereitet:

Zusammensetzung

Gewichtsprozent

Carboxyliertes Imidazolinsalz 20

Mineralöl 60

Polyoxyäthylenlauryläther 10

Natriumsalz von Erdölsulfonat 10

Die Teilchengröße der daraus erhaltenen Emulsion in Wasser betrug weniger als 0,2 Mikron, und wenn man die Emulsion eine Woche lang bei Zimmertemperatur stehenließ, erfolgte weder Aufrahmen noch Absetzen. Die antistatische Eigenschaft der Emulsion wurde an Fasern mittels eines Potentiometers vom Typ Kasuga bei einer Fortbewegungsgeschwindigkeit der Fasern von 300 m/Min, gemessen. Bei dem Versuch wurden 20 Fasern in Form eines Garns bei 40% relativer Feuchtigkeit und 20⁰C geprüft.

Unbehandelte Garne
Behandelte Garne ...

Beispiel 2

Elektrisches Potential (Volt)

+40,000 -5

Bestandteil

Carboxyliertes Imidazolinsalz .

Octyloleat

Polyoxyäthyleniertes Rizinusöl
Oleylalkohol

. Gewichtsprozent

20

50

25

Unbehandelte Fasern

Fasern, die mit konventionellem Avivier-Ul-Gemisch behandelt waren

Fasern, die mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt
worden waren

Elektrisches Potential (Volt)

+45,000

+5,500

+50

20

Die antistatische Wirkung im Falle der Behandlung von Polyesterfasern unter Verwendung des zuvor aufgeführten Gemisches wurde gemessen. Zum Vergleich ist außerdem das Ergebnis aufgeführt, das erhalten wurde bei Prüfung der gleichen Fasern, die jedoch mittels eines üblichen Avivier-Ul-Gemisches aus einem Mineralöl und Polyoxyäthylenalkyläther (das nachfolgend als »konventionelles Avivier-Ul-Gemisch« bezeichnet wird) behandelt worden waren.

55

Beispiel 3

Es wurden 100 Teile Sorbitantrioleat und Sorbitanmonooleat (1:1) mittels des erfindungsgemäßen carboxylierten Imidazolinsalzes emulgiert, und man erhielt bei Verwendung von 30 bis 40 Teilen des Imidazolinsalzes eine sehr stabile Emulsion, während bei Verwendung des Acetats von l-Äthylol-2-alkyl-2-imidazolin oder des Reaktionsproduktes dieses Imidazoline mit Monochloressigsäure eine stabile Emulsion nicht gewonnen werden konnte. Dies ist in der nachfolgenden Tabelle veranschaulicht.

	Durchschnittliche
	Stabilität der
Bestandteil	Emulsion*)
	(Teilchengröße
	in Mikron)
Sorbitanester (100Teile)/carboxy-
liertes Imidazolin (30 Teile) ...	sehr stabil (0,1)
Sorbitanester (100 Teile)/Imid-
azolin-Acetat (40 Teile)	instabil (4)
Sorbitanester (100 Teile)/Imid-
azolinreaktionsprodukt
(40Teile)	sehr instabil (10)

*) Bestimmt durch den Absetz-Zuätand, der eintrat, nachdem man 100 ml der 10%igen Emulsion in einem Meßzylinder 24 Stunden lang bei 30⁰C stehengelassen hatte.

Beispiel 4

Die antistatische Wirkung wurde durch Messen der elektrischen Potentiale verglichen, die entstehen, wenn ein Garn unter Reibung an einem metallischen Fadenführer vorbeigeführt wurde, das aus 34 Einzelfasern mit einem Gesamttiter von 210 Denier bestand und mit 0,5% (auf das Trockengewicht der Fasern berechnet) mit einer Schmiermittelmischung präpariert war, die durch Mischen von 50% Mineralöl, 30% Polyoxyäthylenoleyläther mit 6 Oxyäthylengruppen und 20% einer Imidazolin verbindung erhalten worden war, die der folgenden Strukturformel I entsprach ^

R-C

35

N-CH₂
CH₂CH₂OCH₂CH₂COONa

Q5H31

Q7H35

Q₇H₃₃

Kokosnuß-Alkyl
Unbehandelt ...

Elektrisches Potential
in Volt

-120
-150
-340
-100
-140
+4000
Beispiel 5

Reibungskraft ing

55
56
53
50
55
250

Für Vergleichszwecke wurden Schmiermittelmischungen hergestellt durch Vermischen von 50 Teilen Mineralöl, 10 Teilen Polyoxyäthylenoleyläther mit 6 Oxyäthylengruppen, 25 Teilen eines sulfatierten Oleyloleatnatriumsalzes und 15 Teilen 1-Polyoxyäthylen-2-hepta-decenyl-2-imidazolin, die den folgenden Strukturformeln II und III entsprechen, bzw. mit l-Äthylol-2-alkyl-2-imidazolin, welches der Strukturformel IV entspricht und gemäß der USA.-Patentschrift 2 730 464 zur antistatischen Textilbehandlung bekannt ist. Die Verbindungen II und III wurden durch Zusatz von 1 bzw. 3MoI Äthylenoxyd zu l-ÄthyloW-heptadecenyKZ-imidazolin gewonnen. Die entsprechenden Schmälzmittelzusammensetzungen wurden mit Hilfe von Schmälzauftragsrollen auf mehrfädiges Nylongarn aus 34 Einzelfasern mit dem Gesamttiter 210 Denier in der Weise aufgetragen, daß

eine Präparation von 0,5% der Mischung, auf das Fasergewicht gerechnet, auf die Fäden aufgetragen wurde. Die Fähigkeit der Verteilung einer 5%igen Lösung der Schmälzmittelmischung auf den Auftragsrollen, ihre Emulsionsbeständigkeit und die Potentiale, die bei der Reibung des behandelten Garns mit einem metallischen Fadenführer bei einer Garngeschwindigkeit von 300 m pro Minute entstanden, wurden gemessen.

_/N-CH₂

R-C (II)

N-CH₂
CH₂CH₂OCH₂CH₂OH

IO N-CH₂

R-C

(III)

R-C

N-CH₂
CH₂CH₂O(CH₂CH₂O)₃H

(IV)

N-CH₂
CH₂CH₂OH

Art der Imidazolinderivate	Emulsionsbeständigkeit	Netzen der Rollen	Elektrische Potentiale in Volt
l-Polyoxyäthylen-2-heptadecenyl-
2-imidazolin mit 2 Oxyäthylen-
gruppen entsprechend der Struktur
formel II	unstabil
l-Polyoxyäthylen-2-heptadecenyl-
2-imidazolin mit 4 Oxyäthylen-
gruppen der Strukturformel III	stabil	schlecht
l-/5-hydroxyäthyl-2-heptadecylen-
imidazolin der Strukturformel IV
gemäß dem Stand der Technik	unstabil	—	—
l-Carboxyäthoxyäthyl-2-heptadecenyl-
2-imidazolin der Strukturformel I ...	stabil	gut	60

Es ist offensichtlich, daß die polyoxyäthylenierten Imidazolinverbindungen der Strukturformeln II, III und IV hinsichtlich ihrer Emulsionsbeständigkeit und dem Netzvermögen der Auftragsrollen oder der Verteilung auf den Schmälzrollen der carboxylierten Imidazolinverbindung gemäß der Erfindung der Strukturformel I unterlegen sind.

Beispiel 6

Die Emulsionsbeständigkeit, die Fähigkeit zum Netzen der Rollen und die elektrischen Potentiale bei Verwendung einer Schmälzmittelmischung, die durch Mischen von 50 Teilchen Mineralöl, 15 Teilen Polyoxyäthylen-Kokosalkyläther mit 5 Oxyäthylengruppen, 25 Teilen sulfatiertem Walöl und 10 Teilen der entsprechenden Imidazolinverbindungen gewonnen waren, wurden unter Verwendung der gleichen Methoden wie im Beispiel 5 gemessen, wobei folgende Ergebnisse erhalten wurden:

Arten der Imidazolinverbindungen	Emulsionsbeständigkeit	Netzvermögen der Rollen	Elektrisches Potential in Volt
l-Polyoxyäthylen-2-heptadecenyl- 2-imidazolin mit 2 Oxyäthylen- gruppen !-/S-hydroxyäthyl-2-heptadecylen- imidazolin der Strukturformel IV gemäß dem Stand der Technik l-Carboxyäthoxyäthyl-2-heptadecenyl- imidazolin-(2)	stabil stabil stabil	gut schlecht gut	500 100

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Antistatischmachendes Textilhilfsmittel für synthetische Fasern, bestehend aus einer Emulsion eines Gemisches aus 10 bis 50 Gewichtsprozent eines carboxyäthylierten Derivates von l-Äthylol-2-alkyl-2-imidazolin, 40 bis 80 Gewichtsprozent Mineralöl und/oder aliphatischem Säureester als schmierendem Bestandteil und 0 bis 40 Gewichtsprozent eines anionischen und/oder nichtionischen Emulgiermittels.

2. Antistatischmachendes Textilhilfsmittel nach Anspruch 1, enthaltend zusätzlich ein oder mehrere höhere Alkohole und/oder eine oder mehrere höhere aliphatische Säuren. .