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Dokumentenidentifikation DE69309450T2 09.10.1997
EP-Veröffentlichungsnummer 0628100
Titel VERFAHREN ZUM DOUBLIERTEN ZWIRNEN VON GARNEN MIT NIEDRIGEM APPRETURGEHALT
Anmelder E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Del., US
Erfinder LEE, Davis, Emerson, Greenville, NC 27834, US;
MURPHY, Peter, Michael, Ooletwah, TN 37363, US
Vertreter Abitz & Partner, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69309450
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 26.02.1993
EP-Aktenzeichen 939061172
WO-Anmeldetag 26.02.1993
PCT-Aktenzeichen US9301527
WO-Veröffentlichungsnummer 9317171
WO-Veröffentlichungsdatum 02.09.1993
EP-Offenlegungsdatum 14.12.1994
EP date of grant 02.04.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.10.1997
IPC-Hauptklasse D06M 13/224
IPC-Nebenklasse D06M 13/17   D06M 13/217   D02G 3/28   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Fachzwirnen von Nylongarnen bei Drehgeschwindigkeiten von größer als 6 000 upm. Insbesondere umfaßt die Erfindung das Beschichten der Nylongarne mit weniger als etwa 1 Gew.-% Appretur, die eine Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester- Schmälzmittelzusammensetzung enthält. Das resultierende gefachzwirnte Garn ist insbesondere zur Verwendung als Flor in Teppichen geeignet.

Beschreibung der verwandten Technik

Typische Teppiche, die in Wohnungen verwendet werden, umfassen Schlingen- und Schnittflorteppiche. Diese Teppiche werden hergestellt, indem ein thermofixiertes gefachzwirntes Florgarn in einen Teppichgrund eingeführt wird. Für Schlingenflorteppiche werden die Schlingen nicht zerschnitten. Für Schnittflorteppiche, die typischer sind, werden die Schlingen unter Bildung von im wesentlichen parallelen vertikalen Tufts zerschnitten.

Die Garne, die in solchen Teppichen verwendet werden, werden durch Kabeldrehen oder Fachzwirnen zweier Garne miteinander hergestellt und indem sie in ihrem gefachzwirnten Zustand thermofixiert werden. Probleme beim Fachzwirnen solcher Garne werden diskutiert bei Polejes, J.D., "Principles of Cable Twister Design and Operation", Canadian Textile Journal, September 1984, Ss. 56-65.

Im allgemeinen umfaßt eine herkömmliche Maschine zum Fachzwirnen der Garne ein Mittel zum vertikalen Nach-oben-Führen eines Garnes von einem stationären Garn-Vorratskörper, der in einem Garn-Vorratstopf angeordnet ist, und Drehen eines anderen Garns um das erste unter Bildung eines gedrehten, kombinierten Garns. Der Weg des sich drehenden Garns ist als "Ballon" bekannt. Eine Führung wie ein feststehender Ring oder eine Hülse wird zum Führen und Beschränken des Garns auf den Ballon verwendet. Wenn das Garn in dem Ballon wandert, kommt es mit der Führung in physikalischen Kontakt. Diese Führungen oder Begrenzer stellen ein Mittel zur Steuerung oder Begrenzung des Ausmaßes und der Spannung des Garns in dem Ballon dar und werden in solchen Patentschriften wie Kresslein, US-A-3 065 592, Nimtz et al., US-A-3 094 835 und GB-A-1 094 071 ausführlicher diskutiert.

Ein kennzeichnendes Problem bei der Verwendung von solchen herkömmlichen Ballonführungen ist der hohe Reibungsgrad, der zwischen den Führungen und dem Garn in dem Ballon erzeugt wird. Während die Aufwickelgeschwindigkeiten etwa 100 m/min betragen, kann die Geschwindigkeit des Fadenlaufes, der den Ballonbegrenzer kreuzt, 10 000 m/min übersteigen. Dieser Hochgeschwindigkeitskontakt zwischen Ballonbegrenzer und Garn führt zur Erzeugung von Polymerstaub, gebrochenen Filamenten, Ablagerungen auf dem Begrenzer und unregelmäßiger Spannung oder Brüchen des gesamten Garns. Außerdem wird dieses Problem deutlicher, wenn die Drehgeschwindigkeiten erhöht werden, um eine größere Produktivität der Zwirnmaschine zu erzielen.

Somit wurde eine herkömmliche Lösung zum Fachzwirnen von gebauschten Endlosfilament-(BCF)-Nylongarnen entwickelt. Dieses Verfahren umfaßt das Betreiben der Zwirnmaschine bei einer Geschwindigkeit von wenigstens etwa 6 000 upm und das Aufbringen von genügend Appretur auf die Zufuhrgarne, so daß die Reibungsprobleme mit den Ballonbegrenzern unterdrückt werden. Die Nylongarne werden mit mehr als 1 Gew.-% Appretur, die entweder durch ein einstufiges oder zweistufiges Verfahren aufgebracht wird, beschichtet.

Bei einem einstuf igen Verfahren wird die gesamte Appretur ("Primär"- oder "Spinn"-Appretur) während des Spinnens auf die Fasern aufgebracht, unmittelbar nachdem die Fasern im wesentlichen abgekühlt worden sind und vor solchen Verfahren wie Verstrecken, Kräuseln, Aufwickeln etc. Bei einem zweistufigen Verfahren wird die Appretur "A" (Primärappretur) wie bei dem einstufigen Verfahren aufgebracht, und die Appretur "B" (Sekundärappretur), die in der Zusammensetzung mit Appretur "A" identisch sein kann, wird auf die Fasern nach einer weiteren Bearbeitung wie Verstrecken, Kräuseln etc., jedoch vor dem Drehen aufgebracht.

Diese Faserappreturen bestehen normalerweise aus einem Gemisch von Schmälzmitteln und anderen chemischen Substanzen, die der Faser spezielle Eigenschaften verleihen. Typische Zusatzstoffe umfassen z.B. antistatische Mittel, Antioxidantien und UV-Stabilisatoren. Emulgatoren werden ebenfalls oft zugesetzt, um eine stabile Appretur bereitzustellen, die leichter auf die Faser aufgebracht werden kann. Spezielle Beispiele für herkömmliche Appreturen, die zum Fachzwirnen von BCF-Nylongarnen verwendet werden, umfassen emulgiertes Kokosöl und ethoxyliertes Rizinusöl, wie offenbart bei Champaneria et al., US-A-4 388 372, oder wasserlösliche Schmälzmittel wie Methoxy-PEG-400-Monopelargonat, erhältlich von der Firma Henkel Corp. als "Emery" 6724.

Jedoch ist das Aufbringen von solchen hohen Mengen von Appretur kostspielig, und ihr Vorliegen auf dem Garn erzeugt Probleme für den Garnanwender. Falls der Teppich als Teil eines Färbe- oder Reinigungsverfahrens gewaschen wird, schafft das Vorliegen der Appreturbestandteile ein Umweltproblem im Abwasser-Entsorgungssystem am Ort des Teppichherstellers. Falls die Teppiche nicht als Teil des Teppichherstellungsverfahrens gewaschen werden, bleibt die Appretur auf dem Garn, zieht Schmutz an und hält ihn fest.

Im Hinblick auf die derzeitigen Umwelt- und Wirtschaftsbelange wäre es äußerst wünschenswert, ein Verfahren zum zufriedenstellenden Fachzwirnen von Nylongarn auf einer herkömmlichen Fachmaschine, die eine Geschwindigkeit von größer als etwa 6 000 upm aufweist, ohne das Erfordernis herkömmlicher Appreturkonzentrationen zu finden.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Fachzwirnen von gebauschten Endlosfilament-(BCF)-Nylongarnen. Das Verfahren umfaßt das Aufbringen von etwa 0,3 bis etwa 1,0 Gew.-% eines Appreturöls, welches bestimmte Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester-Verbindungen enthält, auf ein BCF-Nylongarn. Die Appreturbeschichtung kann als Komponente in einer Primär(Spinn)-Appretur oder in einer Sekundär(Deckschicht)-Appretur oder sowohl in einer Primär- als auch einer Sekundärappretur aufgebracht werden. Die gewünschten Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester werden aus denjenigen ausgewählt, die die allgemeine Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

besitzen, worin

R&sub1; für eine Alkylkette von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen steht;

n eine Zahl von 3 bis 7 bedeutet;

m eine Zahl von 1 bis 3 bedeutet;

X für -C&sub2;H&sub4;O- oder ein Gemisch von -C&sub2;H&sub4;O- und -C&sub3;H&sub6;O- steht; und

R&sub2; für eine Alkylkette mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht.

Im allgemeinen umfaßt das Fachzwirnverfahren das Führen eines Spulengarns durch eine Spannvorrichtung und auf eine Lagerscheibe, die sich bei einer Geschwindigkeit von wenigstens etwa 6 000 upm dreht, wobei das Garn aus der Scheibe austritt und einen Ballon bildet. Das Garn in dem Ballon kontaktiert dann einen Ballonbegrenzer, wenn das Garn von einer Scheibe auf eine Führung trifft. Ein Nylon-Topfgarn wird über eine getrennte Spannvorrichtung zugeführt, wo das Spulengarn den Ballon verläßt und sich unter Bildung eines gefachzwirnten Garnes um das Topfgarn wickelt. Vorzugsweise wird das Spulengarn über eine Reihe von spannungsarmen Führungsrollen geführt, bevor es auf die Lagerscheibe trifft.

Sowohl das Haspel- als auch das BCF-Topfgarn werden beide mit den gewünschten Alkylpolyoxyalkylencarboxylatestern beschichtet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform werden die BCF-Nylongarne mit weniger als etwa 0,7 Gew.-% eines Appreturöls beschichtet, welches einen oder mehrere Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester der allgemeinen Formel (I) enthält, worin R&sub1; = C&sub1;&sub6;-C&sub1;&sub8;-Alkyl, n 5 bedeutet, m 1 bedeutet, X für -C&sub2;H&sub4;O- steht und R&sub2; für Methyl steht und die Geschwindigkeit der Lagerscheibe wenigstens etwa 7 000 upm beträgt. Geeignete BCF-Nylongarne umfassen beispielsweise Nylon 6,6 und Nylon 6. Die Erfindung umfaßt auch die gefachzwirnten BCF-Nylongarne, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt worden sind.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figur 1 ist eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem gebauschte Endlosfilament-(BCF)-Nylongarne gefachzwirnt werden.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fachzwirnen von BCF-Nylongarnen, die mit Appreturen, die bestimmte Schmälzmittelzusammensetzungen enthalten, beschichtet sind.

Unter Bezugnahme auf Figur 1, die das erfindungsgemäße Verfahren zeigt, wird ein Spulengarn (1) von dem aktiven Spulenkörper (2) über einen Spanner (4), der von jedem geeigneten Typ sein kann, über Führung (5) und J-Rohr (6) zu einer Lagerscheibe (7) gebracht. Die Lagerscheibe (7) dreht sich um ihre vertikale Achse, während Garn (1) am Punkt (8) in die Scheibe (7) eintritt, sich nach oben entlang der Achse weiterbewegt und anschließend radial durch Loch (9) austritt. Garn (1) wickelt sich anschließend mehrmals um die äußere Peripherie von Scheibe (7) und bildet eine Garnreserve. Schließlich wird das Garn (1) durch die Zentrifugalkraft unter Bildung von Ballon (10) abgeworfen. Das Garn in dem Weg des Ballons streift anschließend den Ballonbegrenzer (11), welcher das Garn eingrenzt, wenn es von der Scheibe auf die Führung (15) trifft. Gleichzeitig läuft das Topfgarn (12) von der stationärenspule (13), die in dem Garn-Vorratstopf (26) angeordnet ist, durch einen Spanner (14) (im allgemeinen einen Scheibenspanner) zu der Führung (15), wo sich das Spulengarn (1) in Ballon (11) um es herumwickelt. Das resultierende gefachzwirnte Garn (16) wird anschließend auf die Spule (20) aufgewickelt. Bei jeder gegebenen Lagerscheibengeschwindigkeit bestimmt die Geschwindigkeit der aufgewickelten Spule (20) auf der Aufwickelwalze (nicht gezeigt) die Anzahl der Drehungen pro in. der erzeugten Fachzwirnung. Die Spannungen von Haspelgarn (1) und Topfgarn (12) werden vorzugsweise so eingestellt, daß sie im wesentlichen gleich sind, um ein gefachzwirntes Garnprodukt mit ausgeglichener Drehung zu erhalten. Sonst bildet das Garn unter hoher Spannung einen geraden "Kern", um den sich das spannungsarme Ende wickelt. Die Garnspannungen können durch in der Technik bekannte Verfahren ausgeglichen werden.

Der Reservegarnkörper (3) in der Spule (nicht gezeigt) ist mit dem Übertragungsende des Garns von dem aktiven Spulenkörper (2) verbunden, so daß keine Unterbrechung des Fachzwirnverfahrens auftritt, wenn die Spule (2) leerläuft. Das Verfahren muß jedoch zum Wechseln der stationären Topfspule (13) unterbrochen werden. Das auf die Außenfläche der Lagerscheibe gewickelte Garn ist eine Reserve, die abläuft, wenn sich Spulengarn(1)-Zieher von der Vorratsspule, in dem Spanner oder in einem anderen Teil des Gamweges ablösen, um das plötzliche Anlegen von Spannung zu verringern, das sonst das Garn zerreißen könnte.

Wenn das Verfahren auf maximale Produktivität eingestellt ist, reibt das Garn in dem Ballon (10) kontinuierlich gegen die Ballonbegrenzer (11). Dies und andere Reibungsquellen in dem Haspelgamweg wie Führung (5), J-Rohre (6) und die Durchgänge in der Scheibe (7) erfordern, daß das Garn mit Materialien geschmälzt ist, die als Appreturöle bekannt sind, die bestimmte Schälzverbindungen in dem Maße enthalten, der einen zufriedenstellenden Betrieb ohne Garn- oder Filamentbrüche gewährleistet.

Die Schlüsselverbesserung der Erfindung besteht im Aufbringen eines Appreturles, welches eine Schmälzmittelverbindung umfaßt, die die allgemeine Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

aufweist, worin

R&sub1; für eine Alkylkette von 12 bis 22 Kohlenstoffatomen steht;

n eine Zahl von 3 bis 7 bedeutet;

m eine Zahl von 1 bis 3 bedeutet;

X für -C&sub2;H&sub4;O- oder ein Gemisch aus -C&sub2;H&sub4;O- und -C&sub3;H&sub6;O- steht; und

R&sub2; für eine Alkylkette von 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht.

Die Alkylketten R&sub1; und R&sub2; umfassen ungesättigte, verzweigte oder sowohl ungesättigte als auch verzweigte Konfigurationen. Jedoch sind R&sub1; und R&sub2; aufgrund ihrer im allgemeinen verbesserten biologischen Abbaubarkeit und Lichtechtheit vorzugsweise gesättigte geradkettige Konfigurationen.

Es ist selbstverständlich, daß jedes "n" in der Zusammensetzung, das in der obigen Strukturformel (I) dargestellt ist, eine durchschnittliche Anzahl von Oxyalkyleneinheiten pro Alkoholmolekül beschreibt. Die Variation der Anzahl der Oxyalkylengruppierungen ist nicht kritisch, so lange der Durchschnitt sich innerhalb der beschriebenen Grenzen bewegt. Wie bei Casciani, US-A-4 766 153, beschrieben, sind bestimmte Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester-Verbindungen bekannt und können für solche Zwecke wie Weichmacher in Hautpflegezusammensetzungen verwendet werden.

Die Verwendung dieser Verbindungen "als Schmälzmittel bei der Behandlung und Verfeinerung von Textilien" wird allgemein vorgeschlagen, jedoch nicht beispielhaft ausgeführt.

Die Schmälzmittelverbindungen, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, stellen jedoch eine sehr distinkte Gruppe von Verbindungen dar. Obwohl es zahlreiche Verbindungen gibt, die die obige chemische Struktur (I) besitzen, worin die Anzahl der Ethoxygruppen, die vorhanden sind, größer als 7 ist, wurde gefunden, daß diejenigen Verbindungen, die nicht mehr als 7 Ethoxygruppen aufweisen, für die Beschichtung von Garnen bei dem erfindungsgemäßen Hochgeschwindigkeits-Fachzwirnvorgang wünschenswert ist.

Die erfindungsgemäßen Schmälzmittel sind wasserlöslich und können auf die BCF-Nylongarne entweder rein (nichtwäßrig) oder vorzugsweise aus einer wäßrigen Appreturemulsion oder lösung aufgebracht werden. Die Vorteile von wäßrigen Appreturen sind aus der Technik gut bekannt und umfassen eine bessere Temperaturkontrolle, geringere Viskosität und bessere Appreturgleichmäßigkeit auf der Faser. Die Appretur kann auf die Faser durch eine Anzahl von üblichen Verfahren einschließlich von dosiertem Aufbringen, Tauchbad oder Walze aufgebracht werden.

Bei den meisten kommerziellen Fachzwirnvorgängen sind Drehgeschwindigkeiten von größer als 6 000 upm wünschenswert. Somit war es in der Vergangenheit im allgemeinen notwendig, ein hohes Ausmaß an Schmälzmittel auf die Garne aufzubringen, um Reibungsprobleme in den Ballonbegrenzern und anderen Teilen der Zwirnmaschine zu vermeiden. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß nur eine kleine Menge der durch die obige Formel (I) charakterisierten Schmälzmittelverbindung benötigt wird, um die BCF-Nylongarne durch das erfindungsgemäße Verfahren zu beschichten. Insbesondere können die Garne mit etwa 0,3 bis etwa 1,0 % und vorzugsweise mit weniger als etwa 0,7 Gew.-% eines Appreturöls, welches die oben beschriebene Verbindung oder ein Gemisch aus solchen Verbindungen umfaßt, beschichtet werden. Wie hier verwendet, ist es selbstverständlich, daß das Appreturöl auch Zusatzstoffe enthalten kann, die typischerweise in einer Appreturformulierung vorkommen, wie antistatische Mittel, Antioxidantien, UV-Stabilisatoren etc.

Durch die Erfindung werden mehrere Vorteile durch das Aufbringen einer solchen niedrigen Konzentration an Schmälzmittel auf das Garn realisiert.

- Teppiche, bestehend aus Schmälzmittel-beschichteten Garnen, werden typischerweise während eines Färbe- oder Reinigungsverfahrens in einer Teppichfabrik gewaschen. Natürlich neigen die durch diese Fabriken erzeugten Abwasserströme dazu, niedrigere Konzentrationen an Schmälzmittel aufzuweisen, falls Garne, die eine geringe Konzentration an Schmälzmittel aufweisen, bei dem Drehvorgang verwendet werden.

- In Verbindung mit anderen Faktoren sind die mit dem Aufbringen eines speziellen Schmälzmittels auf die Garne einhergehenden Kosten direkt proportional zu der Menge des aufgebrachten Schmälzmittels.

- Die schädlichen Auswirkungen, die oft mit dem Aufbringen der Schmälzmittel einhergehen, wie die Abnahme in der Schmutzabstoßung, toxische Dämpfe und Änderungen der Farbe in dem Garn, können direkt proportional zu der Menge des aufgebrachten Schmälzmittels verringert werden.

Die Erfindung ermöglicht auch, daß Garne, die weniger als etwa 1 Gew.-% Appreturöl aufweisen, bei höheren Geschwindigkeiten gedreht werden als Garne, die mit weniger als 1 % von bestimmten bekannten Appreturölen beschichten sind. Es sollte erkannt werden, daß bei solchen Drehgeschwindigkeiten, z.B. 8 000 upm, das Garn in dem Ballon eine höhere Spannung besitzt, wobei die Spannung proportional ist zu dem Garn- Denier und zu dem Quadrat der Scheibengeschwindigkeit. Andererseits erfordern diese höheren Geschwindigkeiten eine höhere Energie. Darum stellt die optimale Geschwindigkeit ein Gleichgewicht dar zwischen Verfahrensproduktivität und Energiekosten.

Außerdem sind die erfindungsgemäßen Schmälzmittel wasserlöslich und bieten somit mehrere Vorteile gegenüber den nicht wasserlöslichen Schmälzmitteln wie Kokosöl. Beispielsweise können wasserlösliche Schmälzmittel gleichmäßiger auf die Faser aufgebracht werden. Außerdem neigen Fasern, die mit wasserlöslichen Schmälzmitteln beschichtet sind, zu einem besseren Schmutzverhalten und besseren Färbeeigenschaften, da diese Schmälzmittel während eines Färbe- oder Reinigungsverfahrens leicht abgewaschen werden können.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Schmälzmittelzusammensetzungen können durch eine Reihe von unterschiedlichen Verfahren synthetisiert werden, von denen einige in der Literatur beschrieben worden sind und andere den Fachleuten bekannt sind.

Verfahren I

Wie in der zuvor genannten Patentschrift Casciani, US-A-4 766 153, beschrieben, können die Verbindungen der Formel (I) im allgemeinen hergestellt werden, indem ein Alkohol, der 12 bis 22 Kohlenstoffe aufweist, mit Ethylenoxid (oder einem Gemisch von Ethylenoxid und Propylenoxid) unter Bildung eines alkoxylierten Alkohols umgesetzt wird, wie nachstehend in Stufe (a) gezeigt, worin X für -C&sub2;H&sub4;O- steht.

(a) R&sub1;-OH + C&sub2;H&sub4;O T R&sub1;-O-Xn-OH

Der alkoxylierte Alkohol wird anschließend durch Reaktion mit einer Monochlorcarbonsäure unter Bildung einer Ethercarbonsäure carboxyliert, wie nachstehend in Stufe (b) gezeigt.

(b) R&sub1;-O-Xn-OH + Cl-(CH&sub2;)m - -OH T R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m - -OH

Die Ethercarbonsäure wird anschließend durch Reaktion mit einem Alkohol, der 1 bis 3 Kohlenstoffatome aufweist, unter Bildung des gewünschten Alkylpolyoxyalkylencarboxylatesters verestert, wie nachstehend in Stufe (c) gezeigt.

(c) R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -OH + R&sub2;-OH T R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

Verfahren II

Die Verbindungen R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -OH, worin m = 1, können auch durch Oxidation von R&sub1;-O-Xn-CH&sub2;CH&sub2;-OH auf einer Reihe von bekannten Wegen hergestellt werden. Diese Verbindungen können leicht, wie in Stufe (c) gezeigt, durch Verfahren I unter Bildung der gewünschten Schmälzmittel verestert werden.

Verfahren III

Bei einem alternativen Verfahren können die Stufen (b) und (c) von Verfahren (I) wie folgt kombiniert werden.

R&sub1;-O-Xn-OH + Cl-(CH&sub2;)m-C-O-R&sub2; T

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

Die Monochlorcarbonsäureester sind gut bekannt und reagieren wie die entsprechenden Monochlorcarbonsäuren.

Wie mit jedem mehrstufigen organischen Syntheseverfahren kann die Reihenfolge der Reaktionen geändert werden, um dieselben resultierenden Verbindungen zu erhalten. Oft wird die optimale Reihenfolge der Reaktionen von den Gesamtkosten, der Ausbeute und Reinheit vorgegeben.

TESTVERFAHREN Garnappretur

Die Menge an Appreturöl auf dem Garn wurde bestimmt, indem ein bekanntes Gewicht an Garn mit einem Lösungsmittel wie Tetrachlorethylen extrahiert wurde und anschließend der Extrakt unter Verwendung eines Infrarot-Spektrophotometers analysiert wurde und die Infrarot-Absorption des Extraktes mit der Absorption von zuvor hergestellten Standardlösungen verglichen wurde, die bekannte Mengen der Appretur in dem Lösungsmittel enthielten.

Die folgenden Beispiel erläutern außerdem die Erfindung, sollten jedoch für den Umfang der Erfindung nicht einschränkend gedacht sein.

BEISPIELE

In jedem der folgenden Beispiele wurde ein gebauschtes Endlosfilament-(BCF)-1410-Denier-Nylonteppichgarn von Du Pont, Typ 696ALS, sowohl als Spulen- als auch als Topfgarn auf einer Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand (Modell Nr. VTS 050 C) verwendet. In jedem dieser Beispiele wurde die Appretur in zwei Stufen auf das Garn aufgebracht. Etwa 0,30 % bis 0,35 Gew.-% einer herkömmlichen Primär- (Spinn)-Appretur für BCF-Nylongarne wurden als Primärappretur verwendet. Der Typ von Sekundärappreturöl für jede Garnprobe ist nachstehend beschrieben.

Vergleichsbeispiel A

In diesem Vergleichsbeispiel wurde das BCF-Nylon-1410-Denier- Teppichgarn von Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur aus emulgiertem Kokosöl, wie offenbart bei Champaneria et al., US-A-4 388 372, hergestellt. Die Konzentrationen des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls (II FOY) wurden anhand von zwei getrennten Garnproben gemessen, und es wurde gefunden, daß sie etwa 0,5 % bzw. etwa 0,3 %, bezogen auf das Gewicht der Faser, betrugen. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 7 000 und 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 1 angegeben.

Vergleichsbeispiel B

In diesem Vergleichsbeispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier- Teppichgarn von Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur aus Methoxy-PEG-400-monopelargonat, erhältlich von der Firma Henkel Corp. als "Emery" 6724, hergestellt. Die Konzentrationen des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls (II FOY) wurden anhand von zwei getrennten Garnproben gemessen, und es wurde gefunden, daß sie etwa 0,5 % bzw. etwa 0,3 %, bezogen auf das Gewicht der Faser, betrugen. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 7 000 und 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 1 angegeben.

TABELLE 1 (BEOBACHTUNGEN WÄHREND DES FACHZWIRNENS)

Keine der Vergleichsproben führte zu gebrochenen Filamenten in dem gedrehten Garnkörper.

Vergleichsbeispiel C

In diesem Vergleichsbeispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier- Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur aus einem Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m - -O-R&sub2;

hergestellt, worin R&sub1; ein Gemisch von C&sub8;- und C&sub1;&sub0;-Alkyl war, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 9 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand. Die Konzentration des Sekundär(Deckschicht)- Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 0,5 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit 1 Stunde lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 2 angegeben.

Vergleichsbeispiel D

In diesem Vergleichsbeispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier- Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur aus einem Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m -C-O-R&sub2;

hergestellt, worin R&sub1; für C&sub8;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 12 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand. Die Konzentration des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 0,3 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 2 angegeben.

Vergleichsbeispiel E

In diesem Vergleichsbeispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier- Teppichgarn der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur aus einem Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m - -O-R&sub2;

hergestellt, worin R&sub1; für C&sub1;&sub3;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 8,5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand. Die Konzentration des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 0,5 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 2 angegeben.

TABELLE 2 (BEOBACHTUNGEN WÄHREND DES FACHZWIRNENS)

Beispiel 1

In diesem Beispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier-Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur aus einem Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

hergestellt, worin R&sub1; für C&sub1;&sub8;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand. Die Konzentration des Sekundär (Deckschicht)-Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 35 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 3 angegeben.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier-Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappreturformulierung hergestellt, die ein Gemisch aus Alkylpolyoxyalkylencarboxylatestern der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

enthielt. Die Sekundärappreturformulierung enthielt 50 Gew.-% der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für C&sub1;&sub8;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand, und 50 % der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für ein Gemisch aus C&sub8;- und C&sub1;&sub0;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 9 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand. Die Konzentrationen des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls auf dem Garn (II FOY) wurden anhand von zwei getrennten Garnproben gemessen, und es wurde gefunden, daß sie etwa 0,6 % bzw. 0,9 %, bezogen auf das Gewicht der Faser, betrugen. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 3 angegeben.

Beispiel 3

In diesem Beispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier-Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur hergestellt, die ein Gemisch aus Alkylpolyoxyalkylencarboxylatestern der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

enthielt. Die Sekundär(Deckschicht)-Appreturformulierung enthielt 80 Gew.-% der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für C&sub8;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand, und 20 % der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für ein Gemisch aus C&sub1;&sub8;- und C&sub1;&sub6;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand. Die Konzentration des Sekundär(Deckschicht)- Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 0,4 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 3 aufgeführt.

Beispiel 4

In diesem Beispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier-Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur hergestellt, die ein Gemisch aus einem herkömmlichen Ethoxylat-Schmälzmittel und einem Alkylpolyoxyalkylencarboxylatester der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

enthielt. Die Sekundär(Deckschicht)-Appreturformulierung enthielt 80 Gew.-% der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für C&sub1;&sub8;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand, und 20 % PEG 352 Laurylalkoholether, erhältlich von der Firma Henkel Corp. als "Trycol" 5963. Die Konzentration des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 0,4 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 3 angegeben.

Beispiel 5

In diesem Beispiel wurde ein BCF-Nylon-1410-Denier-Teppichgarn von der Firma Du Pont, Typ 696AS, mit einer Sekundärappretur hergestellt, die ein Gemisch aus einem herkömmlichen Ethoxylat-Schmälzmittel und Alkylpolyoxyalkylencarboxylatestern der Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2; (I)

enthielt. Die Sekundär(Deckschicht)-Appreturformulierung enthielt 25 Gew.-% der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für C&sub1;&sub8;-Alkyl stand, X für C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand, 25 % der obigen Verbindung (I), worin R&sub1; für C&sub8;-Alkyl stand, X für -C&sub2;H&sub4;O- stand, n für 5 stand, m für 1 stand und R&sub2; für Methyl stand, und 50 % PEG-352-Laurylalkohlether, erhältlich von der Firma Henkel Corp. als "Trycol" 5963. Die Konzentration des Sekundär(Deckschicht)-Appreturöls auf dem Garn (II FOY) betrug etwa 0,35 %, bezogen auf das Gewicht der Faser. Die Volkmann-Zwirnmaschine mit breitem Spulenabstand wurde bei 8 000 upm Lagerscheibengeschwindigkeit einige Stunden lang betrieben. Die während des Fachzwirnvorgangs gemachten Beobachtungen sind in Tabelle 3 angegeben.

TABELLE 3 (BEOBACHTUNGEN WÄHREND DES FACHZWIRNENS)


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Fachzwirnen von Nylon-Endlosbauschgarnen, die mit einem Appreturöl präpariert worden sind, das die Stufen umfaßt: Leiten eines Nylon-Spulengarns durch eine Spannvorrichtung und auf eine Lagerscheibe, die sich mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 6 000 upm dreht, wodurch das Garn aus der Scheibe austritt und einen Ballon bildet, Zusammenbringen des Garns in dem Ballon mit einem Ballonbegrenzer, wenn das Garn von der Scheibe zu einer Führung weiterläuft, und Leiten eines Nylon- Topfgarns durch eine separate Spannvorrichtung, wo das Spulengarn den Ballon verläßt und sich unter Bildung eines gefachzwirnten Garnes um das Topfgarn wickelt, dadurch gekennzeichnet, daß Spulen- und Topfgarn mit etwa 0,3 bis 1,0 Gew.-% eines Appreturöls behandelt werden, welches eine Verbindung umfaßt, die die allgemeine Formel

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2;

besitzt,

worin R&sub1; für eine Alkylkette mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen steht;

n eine Zahl von 3 bis 7 bedeutet; m eine Zahl von 1 bis 3 bedeutet;

X für -C&sub2;H&sub4;O- oder ein Gemisch von -C&sub2;H&sub4;O- und -C&sub3;H&sub6;O steht; und

R&sub2; für eine Alkylkette mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen steht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Spulengarn vor der Lagerscheibe über eine Reihe von reibungsarmen Führungswalzen geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Geschwindigkeit der Lagerscheibe wenigstens etwa 7 000 upm beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Geschwindigkeit der Lagerscheibe etwa 8 000 upm beträgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem etwa 0,3 bis etwa 0,7 Gew.-% Appretur aufgebracht werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem X für -C&sub2;H&sub4;O- steht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem X für ein Gemisch aus -C&sub2;H&sub4;O- und -C&sub3;H&sub6;O- steht.

8. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Geschwindigkeit der Lagerscheibe wenigstens etwa 7 000 upm beträgt und etwa 0,3 bis etwa 0,7 Gew.-% der Appretur, die die Verbindung der allgemeinen Formel:

R&sub1;-O-Xn-(CH&sub2;)m- -O-R&sub2;

umfaßt,

worin R&sub1; für eine Alkylkette mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen steht;

n für 5 steht; m für 1 steht;

X für -C&sub2;H&sub4;O- steht; und

R&sub2; für Methyl steht,

auf Spulen- und Topfgarn aufgebracht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nylongarne Nylon 6,6 sind.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Nylongarne Nylon 6 sind.

11. Gefachzwirntes Nylon-Endlosbauschgarn, hergestellt durch das Verfahren von Anspruch 1.







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