Способ модифицирования поверхностей элементарных нитей, волокон, тканей и пленок

 

ОПИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

250050

Сома Соеетскик

Социалистическик

Республик

Зависимый от патента ¹

Заявлено 2?.Н!!.1965 (№ 1021973/23-5) Кл. 39b, 22/06

81<, 1/30

29b, 3/60

МПК С 08g

D \06тп ОН

УДК 677 494 674:

: 67?.46.02 1..923.2 (088.8) РХ a а i ó

Приоритет

Комитет оо лелем иаобретений и открытий ори Совете Министрсе

СССР

Опубликовано 05.VIII.1969. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 4.1.1970

Иностранцы

Майкл Мюндие Робертсон и Джеффри Алан Хорсфол (Англия) Иностранная фирма

«Кемикал Индастриз Лимитед» (Англия) Авторы изобретения

Заявитель

СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ

ЭЛЕМЕНТАРНЫХ НИТЕЙ, ВОЛОКОН, ТКАНЕЙ И ПЛЕНОК

Изобретение относится к области обработки поверхности формованных из полиэфиров изделий.

Известен способ обработки поверхности изделий в основном из линейных кристаллизующихся полиэфиров путем обработки их антистатическими агентами, например изоцианатами или солями четвертичных аммониевых соединений. Однако указанная обработка затруднительна из-за неполярности полиэфиров, она не способствует развитию больших сил сцепления с обрабатываемым реагентом, а следовательно, приводит к нестойкости модифицирующих покрытий к стирке, химической и механической очисткам.

Согласно изобретению предлагается, с целью сообщения поверхности элементарных нитей, волокон, тканей и пленок из линейных кристаллизующихся полиэфиров стойкости к стирке, механической и химической чисткам, обрабатывать поверхности растворами сополимера из этилентерефталата и полиоксиэтилентерефталата в 1-фенилэтаноле или в бензиловом спирте, или метилсалицилате, или ортофенилфеноле, или водными дисперсиями этих растворов при низких температурах

60 — 140 .С. Применяемый для обработки сополимер имеет температуру плавления не ниже 100 С и содержит не менее одной активной группы — кислотную, основную, соленую, полимерную гидрофильную, группу антиокислителя, водоотталкивающую группу с фтором и кремнием, полимерную группу со спиртовыми гидроксилами. Используемый для обработки сополимер может иметь способность к образованию формованных изделий, но может и не иметь таковой.

В качестве агентов набухания полиэфирных формованных изделий могут быть применены такие соединения, как бензальдегид, бензиловый спирт, метилсалицилат, хлороформ, ортодихлорбензол, диметилфталат, хлористый метил, диэтилоксалат, диэтилсукцинат, йодистый метил, тетрахлорэтан, ортофенилфенол, 1-фенилэтанол, предпочтительны ортофенилфенол, 1-фенилэтанол, метилсалицилат и бснзиловый спирт.

Предлагаемый способ позволяет обрабатывать такие формованные полиэфирные изделия, которые не выдерживают высоких температур. К ним относятся волокна, ткани и пленки из линейных кристаллизующихся полиэфиров таких, как полиэтилентерефталат, поли - (1,4-бисметиленциклогексантерефталат)

25 и поли - (1,2-дифеноксиэтилен-4,4-дикарбоксилат) .

Способ дает возможность совмещать вышеуказанную обработку с процессом крашения.

Пример 1. Этот пример иллюстрирует

Зо эффективность поверхностной отделки тек250050 стильных тканей, изготовленных из полиэтилентерефталатного вытянутого элементарного волокна, обработку которого производили при комнатной температуре и при 60 С раствором кристаллизующегося полимерного соединения в бензиловом спирте в качестве агента набухания волокна, Смесь, состоящую из диметилтерефталата (194 вес. ч.), этиленгликоля (157 вес. ч.), полиоксиэтиленгликоля со средним мол. вес, 1540 (440 вес. ч.), 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенола (0,44 вес. ч.), уксуснокислого кальция (0,1512 вес.ч.) и трехокиси сурьмы (0,0388 вес. ч.), нагревают при температуре в пределах

194 — 234 С 4,5 час и в течение этого периода отгоняют 57 вес. ч. метилового спирта. Затем добавляют фосфорную кислоту (0,141 вес. ч.

24,8%-ного раствора в этиленгликоле) и расплавленный продукт переносят в полимеризационную трубку, нагретую до температуры

282 С. После удаления избытка гликоля путем продувки массы быстрой струей азота давление снижают до 0,1 мм рт. ст. и полимеризацию продолжают еще в течение 15 мин.

Получают продукт (коэффициент вязкости

1,33, измеряемый в 1%-ном растворе ортохлорфенола при температуре 25 С) с температурой размягчения 40 — 50 С и т. пл.

199 — 200 С.

Далее готовят 20%-ный раствор полученного .полимера в бензиловом спирте и в этот раствор погружают на 2 мин для плюсования тафту, изготовленную полностью из полиэтилентерефталата. Плюсовку ведут при комнатной температуре для одного образца ткани и температуре 60 С для другого. После удаления избытка раствора ткани промывают в смеси ацетона (10 вес. ч.) и воды (90 вес.ч.), а затем водой. Ткани сушат горячим воздухом в циркуляционной сушилке при температуре 60 С.

Электрическое сопротивление образцов ткани .размером 17,8Х3,8 см, обработанных и необработанных, измеряют при относительной влажности, равной 65 jo. Затем обработанные образцы подвергают 80-кратным циклам стирки — сушки при длительности каждой стирки

6 мин в 0,07%-ном растворе продажного мыльного порошка при температуре 60 С в домашней стиральной машине. Далее образцы промывают водой, трижды отжимают выкручиванием и сушат горячим воздухом в циркуляционной сушилке при температуре 60 С.

После 18 циклов стирки — сушки ткани промывают водой с электропроводностью 1,5— — 10 а Мом, отжимают выкручиванием в течение 2 мин и сушат при температуре 60 С в циркуляционной сушилке. Электрическое сопротивление в продольном направлении образцов размером 17,8Х3,6 см измеряют при относительной влажности 65%.

В таблице приведены полученные результаты.

Электрическое сопротивление (в Мом) при температуре плюсовочной ванны

Ткань

60 С комнатная

Обработанная непромытая

Обработанная (после 80 циклов стирки — сушки)

Необработанная

2,9 10

З,7. 104

7 106

6,7 10а

1,4 1У

7 106

Обработанную ткань после 80 циклов стирки — сушки натирают другой полиэтилентерефталатной тканью, однако ни в одном случае не наблюдают стабильного электростатического заряда, в то время как на необработанной ткани создается сильный электростатический заряд, который сохраняется в течение многих секунд и служит причиной скопления пыли, грязи и золы на поверхности ткани. Обработанная и промытая ткань легко смачиваются водой. Масло, попавшее на такую ткань, смывается с нее водой.

П р им ер 2. Этот пример иллюстрирует эффективность обработки ткани из полиэтилентерефталатного элементарного волокна, обработанного при температуре 60 С водной дисперсией кристаллизующегося полимерного соединения, растворенного в бензальдегиде, который является хорошим агентом набухания полиэтилентерефталата.

Соединение, полученное по примеру 1, растворяют в бензальдегиде до образования

10%-ного:раствора. 10 об. ч. этого раствора .диспергируют в 190 об. ч. воды, и полученную дисперсию применяют для плюсования тафты, 40 изготовленной из 100% полиэтилентерефталата. Тафту погружают в этот раствор на 30 сек при температуре раствора 60 С. После этого образцы ткани освобождают от избытка раствора, сушат и подвергают 40 циклам стирки — сушки, как описано в примере 1. На такой ткани при трении не создается значительный электростатический заряд, а поэтому она не загрязняется. Обработанная и промытая ткань легко смачивается водой, масло, попавшее на нее, легко смывается водой. Обработанная ткань после 40 циклов стирки — сушки, как описано в примере 1, обладает электрическим сопротивлением в продольном направлении, равным 2,8 ° 10а Мом, в то время как электрическое сопротивление необработанной ткани 10> Мом.

Пример 3. Этот сравнительный пример показывает, что поверхностная обработка полиэтилентерефталатной ткани неэффективна, 60 когда производится при температуре 60 С водной дисперсией кристаллизующегося полимерного соединения, растворенного в этилбензоате, являющемся плохим агентом набухания полиэтилентерефталата. Однако такая же об65 работка дает стойкие результаты при добав250050 ленин к водной дисперсии хорошего агента набухания, в данном случае ортофенилфенола. а) Соединение, полученное по примеру 1, растворяют в этилбензоате до образования

10 /о-ного раствора, 40 об. ч. этого раствора диспергируют в 160 об. ч. воды и полученную эмульсию используют для плюсования

100 /о -.ной полиэтилентерефталатной тафты, которую обрабатывают в течение 2 мин при температуре раствора 60 С. После стекания раствора ткань промывают, сушат, а затем

:подвергают 10-кратным циклам стирки — сушки и кондиционирования, как описано в примере 1. Обработанная ткань имеет электрическое сопротивление в продольном направлении (образец размером 17 7Х3 8 см)

1,4 ° 106 Мам. б) Ванну для плюсования готовят из 100ч. эмульсии, получен ной, как описано в пункте а данного примера, и добавляют 0,5 ч. натриевой соли ортофенилфенола и 1 ч. ледяной уксусной кислоты. Приготовленную эмульсию используют для плюсования 100 -ной полиэтилентерефталатной тафты и испытывают ее, как описано в пункте а этого примера, за исключением того, что обработанную ткань подвергают воздействию 40 циклам стирки— сушки. После промывки обработанная ткань (образец размером 17,7+3,8 см) обладает электрическим сопротивлением 2,3 ° 104 Мом.

В результате трения такой ткани другим куском 100 /о-ной полиэтилентерефталатной ткани не накапливается стабильного электростатического заряда, поэтому она оказывается устойчивой в отношении загрязнения. После промывки обработанной ткани последняя смачивается водой, а попавшее на нее масло легко удаляется с ткани водою.

Пример 4. Этот пример показывает хорошие результаты обработки ткани, состоящей из поли- (1,4-бисметиленциклогексантерефталатного) и шерстяного волокон при применении кристаллизующегося полимерного соединения, в котором способность к кристаллизации обусловлена звеньями 1,4-бисметиленциклогексантерефталата. Пример, используемый для сравнения, показывает, что обработка неэффективна, когда применяется кристаллизующееся полимерное соединение, в котором способность к кристаллизации обусловлена звеньями этилентерефталата. В обоих примерах обработку ведут при температуре 60 С в присутствии хлороформа, который служит хорошим агентом,набухания поли-(1,4-бисметиленциклогексантерефталата) .

Смесь, состоящую из диметилтерефталата (97 ч.), 1,4-бисоксиметилциклогексана (51,5 ч.), полиоксиэтиленгликоля с средним мол. вес, 1540 (220 ч.) и тетрабутилтитаната (0,074ч.), нагревают при атмосферном давлении и температуре 272 С до удаления теоретического количества метилового спирта. Полученный продукт (коэффициент вязкости 1,16, измеренный в 1 /о-ном растворе ортохлорфенола при температуре 25 С) плавится (определено по

5

15 го

50 исчезновению двойного лучепреломления) при температуре 248 С. Продукт растворяют в хлороформе до получения 10О/о -ного раствора.

Этим раствором обрабатывают ткань. состоящую из 55 О/о поли- (1,4-бисметиленциклогексантерефталата) и 45 /о шерсти, как описано в примере 1, за исключением того, что обработку проводят в течение 10 мин при температуре 60 С. Обработанная ткань после 40 циклов стирки †суш и кондиционирования, как описано в примере 1, имеет электрическое сопротивление 4,6 ° 10 Мом (образец размером

17,7Х3,8 см).

Соединение, полученное, как описано в примере 1, растворяют в хлороформе до получения 10 /о-ного раствора. Этим раствором обрабатывают ткань, состоящую из 55 /о поли(1,4-бисметиленциклогексантерефталата); способом, описанным в примере 1, за исключением того, что обработку ведут в течение 10 мик при температуре 60 С. Обработанная ткань (образец размером 17,7Х3,8 см) после 10 циклов стирки †суш и кондиционирования, как описано в примере 1, имеет электрическое сопротивление 2,0 106 Мом. Ткань трудно смачивается водой и загрязняется так же, как необработанная ткань. Это свидетельствует о том, что, даже в присутствии хорошего агента набухания, обработка неэффективна, если повторяющиеся звенья, обусловливающие кристалличность соединения, примененного для обработки (в данном случае звенья этилентерефталата), не такие, как звенья, обусловливающие кристалличность обработанного изделия (в данном случае 1,4-бисметиленциклогексантерефталатные звенья) .

Пр им ер 5. В данном примере показана эффективность обработки поверхности

100 /о -ной полиэтилентерефталатной ткани, производимой во время процесса крашения при температуре 130 С с добавкой к красильной ванне, состоящей из водной дисперсии раствора сополимера полиэтилентерефталата и полиоксиэтилентерефталата в 1-фенилэтаноле.

Соединение, полученное, как описано в примере 1, растворяют в 1-фенилэтаноле до образования 40 -ного раствора. К 140 ч. этого раствора добавляют 32 ч. 83 /о-ного водного раствора ализаринового масла. Полученное соединение нагревают до температуры 50 С и при перемешивании добавляют его к раствору желатина (16 ч.) в воде (212 ч.). Полученную дисперсию пропускают через гомогенизатор

Мантон-Гаулина, а затем перемешивают до охлаждения.

Красильную ванну готовят смешением

0,33 ч. красителя С.I, дисперсного голубого

26, 0,075 ч. динатриевой соли метилендинафталинсульфокислоты в виде 25О/о-ного водного раствора и 3 ч. дисперсии, полученной, как описано выше, с 100 ч. воды. 100 /ц-ную полиэтилентерефталатную ткань окрашивают при температуре 130 С в течение 1 час в указанной выше ванне при отношении веса ткани к

250050

7 весу красильного раствора, равном 30: 1. Обработанная таким образом ткань после 40 циклов стирки — сушки, как было описано в примере 1, не накапливает электростатического заряда при натирании и поэтому не загрязняется. После промывки ткань хорошо смачивается водой, попавшее на нее масло легко удаляется с ткани водой. Обработанная ткань после 40 циклов стирки †суш и кондиционирования, как описано в примере 1, имеет электрическое сопротивление в продольном направлении (образец размером 17,7Х3,8 см)

6,6 ° 10 Мом, в то время как электрическое сопротивление необработанной окрашенной ткани 5,5 10б Мом, Пример 6. Этот пример иллюстрирует эффективность обработки поверхности ткани из полиэтилентерефталатной пряжи, которую проводят при температуре 95 С с добавлением к красильной ванне водной дисперсии раствора сополимера этилентерефталата и оксиэтилентерефталата в 1-фенилэтаноле с последующим крашением.

Красильную ванну готовят из 0,035 ч. красителя С.1. дисперсного голубого, 0,075 ч. динатриевой соли метилендинафталинсульфокислоты (в виде 25О/о-,ного водного раствора) и

0,5 ч. 30 -ного водного раствора уксусной кислоты в 100 ч. воды, Трикотажную ткань из стабилизированной полиэтилентерефталатной пряжи ложной крутки «Кримплин» (зарегистрированная фабричная марка фирмы «Империал Кэмикл Индастриз») помещают в красильную ванну с модулем 30: 1. Красильную ванну .нагревают до температуры 95 С и в нее добавляют в течение 20 мин 0,35 ч.,натриевой соли ортофенилфенола, растворенного в небольшом объеме воды. Температуру ванны поддерживают 95 С в течение 1,5 час после окончательного добавления натриевой соли ортофенилфенола, а затем к красильной ванне (200 ч.) добавляют 8 ч. дисперсии, пригоговленной, как описано в примере 5. Температуру поддерживают на указанном уровне еще

15 мин. В течение всего процесса обработки и крашения применяют легкое перемешивание.

Обработанная ткань после 20 циклов стирки — сушки, как описано в примере 1, .не накапливает стабильного электростатического заряда при трении, в результате чего не загрязняется. Обработанная и промытая ткань легко смачивается водой, попавшее на нее масло удаляется с ткани водою.

Обработанная ткань после 20 циклов стирки †суш и кондиционирования, как описано в примере 1, имеет электрическое сопротивление в продольном направлении (образец размером 17,7Х3,8 см) 5,7 ° 10 Мом; электрическое сопротивление такой же необработанной, но окрашенной ткани равно 5 10 Мом.

Пример 7. Этот пример показывает эффективность обработки поверхности двухосной полиэтилентерефталатной пленки с целью сделать ее антистатической и тем самым уменьшить способность ткани притягивать пыль.

Соединение, полученное по примеру 1, растворяют в хлороформе до образования

10 /о-ного раствора. Этот раствор применяют для обработки полосок ориентированной в двух направлениях пленки полиэтилентерефталата путем погружения в раствор на 5 мин при температуре 50 С. Эта пленка после промывки в 0,07 /о -ном растворе Персила при температуре 50 С в течение 1 час,не накапливает значительного электростатического заряда при натирании и, следовательно, iHG притягивает пыль.

Пример 8. Этот пример иллюстрирует обработку полиэтилентерефталатного моноволокна с целью придания его поверхности гигроскопичности.

Соединение, полученное по примеру 1, растворяют в бензиловом спирте до получения

15 -ного раствора. Этот раствор используют для обработки полиэтилентерефталатного мо,новолокна путем погружения на 3 мин при температуре 60 С. Обработанное волокно промывают 20 /о-ным раствором водного метилового спирта и высушивают в потоке теплого воздуха.

Образцы обработанного и .необработанного моноволокна погружают в масло, а затем в воду. Масло легко удаляется водой с обработанного образца, но не удаляется с необработанного образца даже при энергичном перемешивании, Предмет изобретения

1. Способ модифицирования поверхностей элементарных нитей, волокон, тканей и пленок из полиэтилентерефталата, поли-(1,4-бисметиленциклогексантерефталата) и поли- (1,2.дифеноксиэтилен-4,4 -дикарбоксилата), отличающийся тем, что, с целью сообщения им стойкости к стирке, механической и химической чистке, их обрабатывают растворами сополимера из этилентерефталата и полиоксиэтилентерефталата в 1-фенилэтаноле, бензиловом спирте, метилсалицилате, или ортофеноле, или водными дисперсиями этих растворов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сополимер, применяемый для обработки поверхностей модифицируемых изделий, имеет температуру плавления не ниже 100 С, 3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что применяемый для обработки модифицируемых поверхностей сополимер содержит не менее одной активной группы — кислотную, основную, солевую, полимерную гидрофильную, антиокислителя, водоотталкивающую группу с фтором и кремнием, полимерную группу со спиртовыми гидроксилами.