AT408996B - Faserbehandlungsmittel - Google Patents

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    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06MTREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M15/00Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/01Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
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    • D06M15/11Starch or derivatives thereof

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Description


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   Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Faserbehandlungsmittel auf der Basis von Kartoffelstärke, das gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln vorliegt. 



   Unter Faserbehandlungsmitteln im Sinne der vorliegenden Erfindung sind u.a. Textilschlichtemittel ebenso wie Binde- bzw. Appretur- oder Imprägniermittel für Tapeten, Teppiche und Matten aus verschiedensten natürlichen oder künstlichen Fasern, wie Zellulosefasern, Hanf- oder Leinenfasern Glasfasern, Kunststoff-Fasern oder Kohlefasern, zu verstehen. Die Aufzählung der Fasern ist nur beispielhaft und nicht einschränkend. 



   Es ist bekannter Stand der Technik, Stärkeprodukte, insbesondere Produkte auf Basis von Kartoffelstärke, Maisstärke, Wachsmaisstärke und Derivaten davon, für die Behandlung solcher Fasermaterialien während der Verarbeitung derselben oder im Anschluss daran zu verwenden. 



   Stärke ist ein pflanzliches Naturprodukt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Glucosepolymer, das im Fall von Kartoffelstärke auch eine geringe Menge Phosphorsäure in Esterbindung enthält. Je nach Ausgangspflanze stellt die Stärke eine mengenmässig unterschiedliche Zusammensetzung zweier Bestandteile dar, nämlich von Amylose und Amylopektin. Amylose und Amylopektin sind ihrerseits wieder keine einheitlichen Substanzen, sondern sind Gemische von Polymeren mit unterschiedlichen Molekulargewichten. Amylose besteht im wesentlichen aus unverzweigten Polysacchariden, in denen die Glucose in a-1,4-Bindung vorliegt. In den natürlichen Stärkekörnern liegt die Amylose in der Regel im Inneren des Korns vor. Um diesen Kern aus Amylose ist das Amylopektin angeordnet.

   Dieses ist seinerseits ein stark verzweigtes Glucosepolymer, bei dem die Glucoseeinheiten neben den a-1,4-Bindungen an den Verzweigungsstellen in 1,6-Bindung enthalten sind. 



   Natürliche Stärken haben in der Regel einen Amylosegehalt von 15 % bis 30 %, unabhängig von der Pflanzenart, aus der sie gewonnen werden. Nur Maissorten des Waxy-Typs liefern eine Stärke, die fast ausschliesslich aus Amylopektin besteht. Das Anwendungsgebiet dieser Stärke, der sogenannten Wachsmaisstärke, liegt überwiegend im Lebensmittelbereich. Hier wird als besondere Eigenschaft die Tatsache geschätzt, dass diese amylosefreie Stärke bei der Verkleisterung in weit geringerem Masse Fäden zieht und geringere Retrogradationserscheinungen aufweist als eine amylosereiche Stärke. Dadurch wird bei den mit Wachsmaisstärke hergestellten Lebensmitteln ein verbessertes Mundgefühl sowie eine verbesserte Textur und Lagerstabilität im Verhältnis zu Produkten mit üblicher Stärke erzielt.

   Im technischen Bereich hat sich die Wachsmaisstärke durch ihren relativ hohen Preis bisher kaum durchgesetzt. 



   Es sind Verfahren bekannt, um auf chemischem Weg den Amylosegehalt von Stärke herabzusetzen. Der Aufwand hiefür ist jedoch beträchtlich und kann nur betrieben werden, wenn wirtschaftliche Gesichtspunkte es erlauben. 



   Um die chemischen Methoden der Trennung von Amylose und Amylopektin zu umgehen, bestanden in letzter Zeit intensive Bestrebungen, die Kartoffelpflanze so zu modifizieren, dass die von diesen Pflanzen produzierte Stärke einen höheren Amylopektingehalt im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke hat. Tatsächlich ist es gelungen, durch antisense-Inhibition des GBSS-Gens (GBSS - granule bound starch synthase) eine solche Veränderung in dem Genom der Kartoffel zu erzielen, dass die gebildete Stärke einen deutlich reduzierten Amylosegehalt aufweist. Dieses Verfahren der gentechnischen Veränderung der Kartoffel ist erstmals in der WO 92/11376 A1 (Amylogene) beschrieben. Die erhaltene Stärke besteht überwiegend aus Amylopektin. Eine Stärke mit einem im Verhältnis zu gewöhnlicher Stärke deutlich verminderten Amylosegehalt wird als Amylopektin-Stärke bezeichnet. 



   Neben der genannten antisense-Inhibition sind noch andere molekularbiologische Methoden zur Veränderung der Kartoffelpflanze im Hinblick auf die Produktion einer Amylose-reduzierten Stärke möglich. 



   In der EP 0 703 314 A1 (AVEBE) wird die Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke in kationischer Form als Massestärke bei der Papierherstellung vorgeschlagen. Die Amylopektin-Stärke wird dabei bevorzugt aus gentechnisch veränderten Kartoffeln gewonnen. Ausser auf diesem Gebiet der Papierherstellung ist im Non-Food-Bereich keine Verwendung der Amylopektin-Stärke auf Basis Gentransformation bekannt. 



   Auch die WO 95/04826 A1 betrifft ein molekularbiologisches Verfahren zur Behandlung von Kartoffeln, um die Zusammensetzung der entstehenden Kartoffelstärke zu beeinflussen. Die 

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 entstehende Stärke ist als Lebensmittelzusatz verwendbar. 



   Das in der US 5 089 298 A zur Behandlung von Textilien verwendete Amylopektin ist in seiner Herkunft nicht näher spezifiziert, ein Hinweis auf Kartoffel-Amylopektin ist nicht gegeben. 



   Bei der US 3 081 183 A kann aus dem Ausdruck "amylopectin corn starch" (Spalte 1, Zeile 50) entnommen werden, dass es sich um Mais-Amylopektin handelt, welches in Mischung mit Weizenstärke zur Behandlung von Textilien eingesetzt wird. 



   Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit einem neuen Anwendungsbereich für Amylopektin-Kartoffelstärke, in welchem die günstigen Eigenschaften dieser Stärke zu besonderen Produktvorteilen führen. 



   Bei diesem Anwendungsbereich handelt es sich um die oben erwähnten Faserbehandlungsmittel, insbesondere Textilschlichtemittel und Bindemittel bei der Herstellung von Fasermatten, Teppichen, Tapeten und dgl. 



   Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke, d. h. einer Kartoffelstärke mit im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke verringertem Amylosegehalt, als Basis für ein in der Herstellung bzw. Nachbehandlung von Geweben und Gewirken aus organischen Textilfasern verwendbares Behandlungsmittel, gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln, sowie als Basis für ein in der Nachbehandlung von Geweben und Gewirken aus anorganischen Fasern, insbesondere Glasfasern, verwendbares Bindemittel, gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln. 



   Eine bevorzugte Ausführungsform betrifft die Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke, die aus durch molekularbiologische Methoden hinsichtlich der Amylosebildung inhibierten Kartoffeln gewonnen wurde, als Basis für ein in der Herstellung bzw. Nachbehandlung von Geweben und Gewirken verwendbares Textilfaserbehandlungsmittel, gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln. 



   Erfindungsgemäss sind daher die neuen Faserbehandlungsmittel dadurch gekennzeichnet, dass die zu ihrer Herstellung verwendete Kartoffelstärke aus einer Amylopektin-Kartoffelstärke, d. h. einer Kartoffelstärke mit im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke verringertem Amylosegehalt, besteht. Überraschenderweise zeigen die neuen Faserbehandlungsmittel nicht nur deutlich bessere Eigenschaften als die Mittel auf Basis von Standard-Kartoffelstärke, sondern es sind auch die damit erhaltenen Faserprodukte in vieler Hinsicht verbessert und die Herstellung der neuen Faserbehandlungsmittel bietet in ökologischer und wirtschaftlicher Weise zahlreiche Vorteile.

   Günstig ist es, wenn die verwendete Kartoffelstärke einen Amylosegehalt von weniger als 20 %, vorzugsweise von 0 % bis 8 %, insbesondere von 0 % bis 5 %, aufweist
Die Verwendung solcher Faserbehandlungsmittel in der Textilschlichterei gilt in erster Linie für das Schlichten von Kettgarnen. Das Mittel dient meist als Zusatzmittel in der Kettgarnpräparation oder zur Verwendung als Glättungs- und Verstärkungsmittel des Kettfadens bzw. zur Erhöhung der Abriebfestigkeit im Webprozess. 



   Zu diesem Zweck ist die Verwendung von Stärkeprodukten auf Basis Sago, Mais oder Kartoffelstärke seit mindestens 50 Jahren üblich. Für die damals verwendeten relativ langsam laufenden Maschinen reichte die Qualität dieser Stärkeprodukte aus. Die sich weiterentwickelnde Textilindustrie, die Entwicklung neuer Garne und Garntypen, das Erschliessen und Verlagern neuer Märkte und die gesetzlichen Auflagen sind jedoch der Nährboden für die Entwicklung neuer Produkte. 



   Die Anforderungen an Schlichtemittel sind vielfältig. So z.B. werden Laufeigenschaften des Garns erwartet, die eine Fadenbruchzahl in Abhängigkeit von Substrat und Webmaschine von weniger als 0,1/100. 000 Schuss gewährleisten. 



   Native Stärken ergeben Lösungen mit sehr hoher Viskosität bei niedrigen Konzentrationen. Zur Steigerung der möglichen Stärkeaufnahme durch die Garne wurden dunnkochende oder oxidierte Stärken entwickelt. Der sich daraus ergebende Trockensubstanzgehalt der Schlichtebäder führt zu einer geringeren Wasseraufnahme. Die Folge davon ist die Notwendigkeit, weniger Wasser von der Kette entfernen zu müssen. 



   Die Entwicklung von synthetischen Fasern, wie Polyamid, Polyester usw. verlangte ebenfalls nach dünnkochenden Stärken mit hohen Konzentrationen. In diesem Bereich werden jedoch die Grenzen der üblichen Stärken deutlich. Die Viskosität der Schlichteflotte nimmt bei Abkühlung zu. Retrogradation führt zu Hautbildung, die einerseits den Schlichtereieffekt negativ beeinflusst und andererseits den Webnutzeffekt verschlechtert. Es wurden Zusätze von synthetischen Polymeren, 

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 wie Acrylaten bzw. Polyacrylalkoholen notwendig. 



   Die Entwicklung der veresterten und veretherten Stärken hat eine Verbesserung der Schlichteeigenschaften gebracht. Doch konnten die bestehenden Einschränkungen der Verwendung nicht vollständig beseitigt werden. 



   Stärkeprodukte für die Textilindustrie müssen in einem engen Zusammenhang mit der Scherempfindlichkeit der Produkte gesehen werden. Herkömmliche Stärkederivate werden deshalb während der Herstellung durch Einführung von vernetzungsfähigen Substanzen modifiziert und scherstabiler gemacht. 



   Ein weiteres Problem anderer Art ist die Entsorgung der Abwässer in der Textilindustrie. Stärke und ihre Derivate sind im Abwasser abbaubar. Schlichten auf Basis organischer Polymerer sind nur teilweise oder gar nicht abbaubar und müssen aus dem Abwasser eliminiert werden. Für die vollständige Entsorgung ist weiterer Energieeinsatz nötig. Vielfach wird zur Schlichterückgewinnung eine Ultrafiltration verwendet. Diese stellt wieder andere Anforderungen an die Stärkeschlichte, wie z.B. leichtere Auswaschbarkeit ohne Zusatzmittel, wie dies etwa mit Enzymen bekannt ist. 



   Wichtige Eigenschaften der Schlichtematerialien für die Textilindustrie, wie Filmbildung, Elastizität der Filme und dergl., setzen schliesslich Produkte mit besonders hoher Reinheit voraus, deren Herstellung wieder aufwendiger, teurer und gegebenenfalls umweltbelastender ist als die Herstellung mässig reiner Produkte. 



   Der Einsatz von Amylopektin-Kartoffelstärke als Ausgangsmaterial für Textilschlichten bietet nun eine Möglichkeit, die oben genannten Probleme weitgehend zu lösen. Es hat sich herausgestellt, dass das Amylopektin-Stärkekorn deutlich stabiler als das gewöhnliche Stärkekorn ist. Viele Eigenschaften bei der Verarbeitung und beim Einsatz der Amylopektin-Stärke hängen mit dieser erhöhten   Kornstabilität   zusammen. So zeigt z.B. überraschenderweise die Amylopektin-Stärke eine um 5 C höher liegende Verkleisterungstemperatur, wodurch Reaktionen im Slurry und damit Produkte mit höherer Umsetzungsrate (Substitution) bzw. sehr hoher Reinheit hergestellt werden können. 



   Meist wird in den erfindungsgemässen Faserbehandlungsmitteln die Stärke in modifizierter oder derivatisierter Form, wie als Ether oder Ester, eingesetzt. Bei der   Denvatisierung   der Stärke bewirkt die genannte höhere Kornstabilität des Amylopektins eine Vereinfachung der Herstellungstechnologie. Die Amylopektin-Stärke ist weniger alkali- und weniger temperaturempfindlich als die amylosehaltige Stärke. Die herkömmlichen Derivatisierungsreaktionen, wie z. B. Veretherungs- und Veresterungsreaktionen, die bevorzugt zur Derivatisierung der Stärke eingesetzt werden, können dadurch bei kürzeren Reaktionszeiten intensiviert und der Einsatz von Verkleisterungsschutzsalzen kann deutlich herabgesetzt werden.

   Die Einsparung an Reaktionszeit und die deutliche Reduktion der Einsatzchemikalien äussert sich nicht nur wirtschaftlich in verminderten Herstellungskosten, sondern auch in ökologischer Hinsicht. Einerseits sind die Salzfrachten und die CSB-Belastung der Reaktionsabwässer merklich geringer, andererseits kann auf den Einsatz von ökologisch bedenklichen Vernetzungsreagentien, wie z.B. Epichlorhydrin, teilweise oder völlig verzichtet werden. 



   Vorzugsweise liegt die Stärke als Reaktionsprodukt einer Veresterung mit Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit einer Alkylkette mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder als ein Carbamat vor. 



   Besonders günstige Stärkederivate sind auch die Stärkeether, wie etwa Methyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Hydroxybutyl-, Carboxymethyl-, Cyanoethyl-, Carbamoylethylether, oder Gemische derselben. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden z. B. mit Hydroxypropylstärke erreicht. 



   Häufig wird die Stärke auch durch Säuren, Oxidationsmittel, Scherkräfte oder enzymatische Vorgänge abgebaut. 



   Die Stärkeprodukte für Faserbehandlungsmittel liegen in granulärer Form vor oder sie werden bevorzugt als modifizierte, nämlich kaltwasserquellbare oder kaltlösliche Produkte eingesetzt. Zur Herstellung derselben kommen Verfahren, wie Extrusion, Walzen- oder Sprühtrocknung u. ä., zum Einsatz, die bereits seit geraumer Zeit zum Stand der Technik zählen. Die Verkleisterung bzw. der Aufschluss von granulärer Stärke mittels Walzentrocknung in einem dünnen Film zählt zu den gebräuchlichsten Verfahren. Dabei wird durch den Einfluss von Temperatur und Scherkräften die Stärke entweder aufgeschlossen oder ein bereits aufgeschlossener Kleister wird getrocknet. In beiden Fällen verursacht die Walzentrocknung eine weitergehende Auflösung der nativen Stärkestrukturen.

   Zur optimalen Entfaltung der Eigenschaften der Stärkederivate für den Textilbereich ist 

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 der richtige Aufschlussgrad von grosser Bedeutung. 



   Neue Schlichtetechnologien haben gezeigt, dass Kaltschlichten kostengünstiger als das konventionelle Schlichten ist. Für das Kaltschlichten sind Produkte mit hohem Aufschlussgrad notwendig. Wieder führt hier die erhöhte Stabilität des Amylopektin-Stärkekorns zu günstigeren Verfahrensmerkmalen. 



   Überraschenderweise zeigt die Amylopektin-Kartoffelstärke auch Eigenschaften, die die bisher bekannten Amylopektinstärken aus Wachsmais nicht besitzen. Die Klebkraft der Kleister aus Amylopektin-Kartoffelstärke ist um etwa 20 % höher. Die Viskositätswerte liegen um ca. 50 % höher. Die Werte für die Höchstzugkraft-Arbeit liegen ebenfalls um ca. 40 % höher. 



   Amylopektin-Stärke aus
Wachsmais Kartoffel 
Spezifische Klebkraft   (mN/tex*%SA)   2,67 3,29 
Höchstzugkraft-Arbeit (cN*mm) 522 843 
Die verbesserte Klebkraft in Verbindung mit dem günstigen Viskositätsverhalten führt, insbesondere auf dem Gebiet der Textilschlichterei, zu positiven Veränderungen des Scheuerverhaltens, zu verringerter Neigung zur Ausbildung von Klammern, reduziertem Abrieb und verminderter Haarigkeit der geschlichteten Kettgarne. Die Klarheit der Amylopektin-Kartoffelstärkekleister ist höher und es besteht eine geringere Neigung zu Retrogradation (bleibt 3 h bei Raumtemperatur ohne Gelbildungstendenz oder Gelbildungserscheinung). Die Lagerstabilität des Kleisters ist überraschend hoch. Bei Raumtemperatur nimmt die Viskosität eines Amylopektin-Stärkekleisters nach 7 Tagen nur um maximal 10 % zu. 



   Durch diese Eigenschaften ist der Einsatz der Amylopektin-Kartoffelstärke in der Textilschlichterei ausserordentlich interessant. 



   Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen auch Textilschlichtemittel, die ein oben erwähntes Faserbehandlungsmittel in Kombination mit an sich für diesen Zweck bekannten organischen Polymeren und/oder Schlichtefett enthalten. 



   Ein anderes Gebiet der Faserbehandlung ist, wie erwähnt, die Behandlung von gewebten oder nichtgewebten Matten, Teppichen, Tapeten und dergl. mit Bindemitteln auf Stärkebasis. Bei der Herstellung dieser Matten, Teppiche und Tapeten werden allgemein den Appretur- oder Imprägnierflotten Bindemittel zugesetzt, um den hergestellten Faserprodukten die entsprechenden Festigkeiten zu verleihen. 



   Die bisher verwendeten Bindemittel beruhen auf der Basis von vollsynthetischen oder natürlichen Polymeren. Bindemittel aus natürlichen Polymeren können z. B. auf der Basis von Proteinen, Polysacchariden oder Harzen aufgebaut sein. 



   Um den Fasermaterialien die notwendigen Eigenschaften zu verleihen, die deren schnelle und effiziente Verarbeitung gewährleisten, reichen die Eigenschaften der Bindemittel oft nicht aus. Abgesehen von den zahlreichen Modifikationen physikalischer oder chemischer Natur an den jeweiligen Polymeren wird häufig zur "in situ" Vernetzung der Bindemittel auf den Geweben oder Matten gegriffen. Zum Einsatz kommen dabei Vernetzungsmittel verschiedenster Reaktivität, wie z.B. 



  Harze, die aus Reaktionsprodukten von Stickstoffverbindungen mit Verbindungen aus der Aldehydgruppe, die eine oder mehrere funktionelle Aldehydgruppen enthalten, bestehen. Vor allem werden Produkte aus Harnstoff, Melamin oder stickstoffhaltigen Heterozyklen, wie z.B. Ethylenharnstoff und Formaldehyd oder Glyoxal eingesetzt. 



   Andere Vernetzungsmittel basieren auf anorganischen Verbindungen, die zur Reaktion mit den funktionellen Gruppen der Bindemittel befähigt sind, wie z.B. Salze mehrwertiger Kationen oder Anionen. Dabei werden in der jüngsten Zeit vor allem Silikate oder Zirkonsalze verwendet. 



   Des weiteren werden zur Vernetzung befähigte funktionelle Gruppen bereits in die Bindemittel eingebaut. Man spricht dann von selbstvernetzenden Bindemitteln, was aber nur bedeutet, dass der Vernetzer bereits enthalten ist und nicht eigens zugesetzt werden muss. 

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   Gebräuchliche Appreturformulierungen sind z.B. folgendermassen aufgebaut :
Bindemittel: Stärke oder Stärkederivat in kaltlöslicher bzw. kaltwasserquellender Form, gegebenenfalls Dispersionen von z. B. synthetischen Acrylat-Styrol-Copolymerisaten oder VinylacetatCopolymerisaten. 



   Vernetzungsmittel: Harnstoff-Formaldehyd-Harz oder Melamin-Formaldehyd-Harz oder Harnstoff-Glyoxal-Vorkondensat oder Melamin-Glyoxal-Vorkondensat oder Derivate von Diethylenharnstoff-Glyoxal-Vorkondensaten, Ammoniumzirkoncarbonate, Kaliumzirkoncarbonate oder Zirkonacetat, Silikate ein- oder mehrwertiger Kationen. 



   Hydrophobierungsmittel: Paraffinemulsionen,   ChlorparafFinemulsionen.   



   Lösungsmittel : Wasser, niedere Alkohole oder deren Gemische. 



   Auf Grund der intensiven Diskussion ökologischer Argumente werden in letzter Zeit die auf Polysaccharidbasis beruhenden Bindemittel immer häufiger eingesetzt. Ein Grossteil der verwendeten Polysaccharide besteht aus Stärkeprodukten aus den verschiedensten Quellen und Derivaten hievon. 



   Wie dem Fachmann hinlänglich bekannt ist, haben von allen Stärkeprodukten die Kartoffelstärkederivate auf Grund ihrer hohen spezifischen Klebkraft, die von anderen Stärkearten nicht erreicht wird, als Bindemittel besondere Bedeutung erlangt. Die hohe Klebkraft wird durch den besonderen Aufbau des Kartoffelstärkekorns bewirkt, d. h. die Stabilität des Stärkekorns kann die Wirksamkeit, im speziellen die Bindekraft der Stärkeprodukte beeinflussen. Da das Amylopektin-Kartoffelstärkekorn, wie erwähnt, eine ganz hervorragende Stabilität aufweist, empfiehlt sich die Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke in besonderem Masse. 



   Um den Appreturflotten geeignetes Fliessverhalten bzw. entsprechende Rheologie zu verleihen, werden die Stärken oder deren Derivate in ihrem Aufschlussgrad von schwach kaltquellend bis zu sehr gut kaltlöslich modifiziert, da sich gezeigt hat, dass der Aufschlussgrad der Stärke die Rheologie der Flotten wesentlich beeinflussen bzw. steuern kann. 



   Weitere Eigenschaften der Appreturflotte hängen ebenfalls stark mit der Rheologie der Flotten zusammen. Auftrag, Maschinenlaufgeschwindigkeit, Griff des imprägnierten Produktes, Scherstabilität der Flotte, Lagerstabilität, Nassfestigkeit und Hydrophobie der Produkte stehen daher in intensivem Zusammenhang mit der Art der eingesetzten Stärke oder des Stärkederivates. 



   Beim Aufschluss der granulären Stärke werden in Abhängigkeit vom Grad der Hydratisierung inter- und intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen und die Hydroxylgruppen der Stärkemoleküle hydratisiert. Das heisst, dass bei höherem Aufschlussgrad mehr hydratisierte Hydroxylgruppen als Reaktionspartner für Vernetzungsmittel zur Verfügung stehen und stärker aufgeschlossene Stärken daher effizientere Bindemittel darstellen. 



   Auf Grund der Anforderungen an die Verarbeitungseigenschaften der Appreturflotte ist der maximal mögliche Aufschlussgrad aber limitiert, da bei hoch aufgeschlossenen Stärken das Fliessverhalten der Appreturflotten nicht mehr verarbeitungsgerecht ist. Daher wird üblicherweise der mögliche Aufschlussgrad der Stärken durch Vorvernetzung mit den bekannten Vernetzungsreagentien, wie z.B. Epichlorhydrin, Trimetaphosphat oder Phosphoroxychlorid, begrenzt.

   Diese Verfahren erlauben die Herstellung von Produkten mit ausreichend konstantem Aufschlussgrad, aber limitierter Wirkung als Bindemittel, da auf Grund der sterischen Anordnung der vorvernetzten Stärken bzw. der Amylose/Amylopektin-Molekülaggregate die Zugängigkeit der Wasserstoffbrückenbindungen derart eingeschränkt wird, dass nur mehr ein Bruchteil der vorhandenen Hydroxylgruppen der Stärkemoleküle hydratisiert werden kann und als Reaktionspartner für die "in situ" Vernetzung auf den Geweben zur Verfügung steht. 



   Eine Kartoffelstärke oder Derivate derselben, die ohne Vorvernetzung konstante Aufschlussgrade ermöglichen und dabei eine bedeutend grössere Anzahl an hydratisierten Hydroxylgruppen aufweisen, verleihen den Appreturflotten eine geeignete Rheologie und stellen daher ein optimales Bindemittel für die Herstellung von Fasermatten oder Fasertapeten bzw. Teppichen dar. Die Amylopektin-Kartoffelstärke ist ein derartiges vorteilhaftes Stärke-Ausgangsmaterial, das eine Vorvernetzung überflüssig macht. In der hydratisierten Form liegen die Amylopektinmoleküle maximal aufgeschlossen vor, bewirken aber ausgezeichnete Fliesseigenschaften der Appreturflotten. Die erreichten Eigenschaften der damit hergestellten Fasertapeten bzw. Fasermatten liegen bei gleichen Einsatzmengen deutlich über den Standardwerten mit herkömmlichen Kartoffelstärken. 



  Ausserdem erlaubt die Reduktion der Einsatzmengen in der Appreturflotte eine deutliche Senkung 

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 der Herstellungskosten. Andererseits können bei gleich hohen Einsatzmengen an Stärkeprodukt die Einsatzmengen an Vernetzungsmittel bei gleichbleibenden Eigenschaften der imprägnierten Gewebe deutlich reduziert werden. 



   Wegen der verminderten Einsatzmengen wird bei gleich hohen Nassfestigkeiten und Hydrophobierungswerten ein deutlich weicherer Griff der behandelten Tapeten, Matten und dergl. erhalten. 



   Die erfindungsgemässen Faserbehandlungsmittel weisen meist eine um 20 bis 30 % verringerte Einsatzmenge der Amylopektin-Stärke im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke auf. 



   Die Appreturflotten erweisen sich als über das gewohnte Mass hinaus lagerstabil und neigen nicht zum Nachdicken, wie das bei herkömmlichen Formulierungen der Fall ist. 



   Die folgenden Beispiele erläutern die Vorteile, die durch die erfindungsgemässen Faserbehandlungsmittel erreicht werden können. 



   Beispiel 1:
Schlichte für Viskosegewebe:
Garn : Nm 50/1 100 % Viskose
Ges. Kettfaden 4316
Bandbreite 160 cm 
Ansatz für 100 I Schlichteflotte : 
Standard-Kartoffelstärke:
Stärkeether : 4 kg Hydroxypropylstärke
Propoxygehalt 20 %
Viskosität bei 80 C und
4,5 % Trockensubstanz 58 [mPa.s]
0,1 kg Schlichtefett 
Amylopektin-Kartoffelstärke:
Stärkeether : 3,2 kg Hydroxypropylstärke
Propoxygehalt 20 %
Viskosität bei 80 C und 4 % Trockensubstanz 75 [mPa.s]
0,1 kg Schlichtefett 
Beispiel 2
Schlichte für Baumwollgewebe:
Garn : Nm 34/1 100 % Baumwolle
Ges.

   Kettfaden 3633
Bandbreite 164 cm 
Ansatz für 100 I Schlichteflotte : 
Oxidativ abgebaute Standard-Kartoffelstärke:
7,3 kg Stärke
Viskosität bei 80 C und
5 % Trockensubstanz 150 [mPa.s]
0,15 kg Schlichtefett 
Oxidativ abgebaute Amylopektin-Kartoffelstärke:
6,0 kg Stärke
Viskosität bei 80 C und
5 % Trockensubstanz 200 [mPa.s]
0,1 kg Schlichtefett 
Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, dass bei Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke eine 

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 Reduktion der Einsatzmenge bis zu 20 % bei gleichbleibenden Kettgarneigenschaften wie Klebkraft möglich ist 
Beispiel 3 
Standardformulierung zur Imprägnierung von Glasfasertapeten:

   
1050 Liter Wasser
60 kg Kartoffelstärkeether
45 kg Copolymerdispersion
22 kg Hydrophobierungsmittel
30 kg Vernetzungsmittel auf Basis von Zirkonsalzen und Silikaten 
Der Ersatz des Kartoffelstärkeethers durch einen 2-Hydroxypropylstärkeether basierend auf Amylopektin-Kartoffelstärke ermöglichte bei gleich hohen Nassfestigkeitswerten einerseits die Reduktion der Einsatzmenge an Bindemittel bis zu 30 %, andererseits konnte die Einsatzmenge an Vernetzungsmittel um 40 % herabgesetzt werden. Der Griff der Glasfasertapete war deutlich weicher. Die Appretur wurde mit einem klassischen Einwalzen-Foulardverfahren auf die Glasfasertapete aufgetragen. Die Verarbeitung der hergestellten Glasfasertapete erfolgte nach den üblichen Verfahren. 



   In der folgenden Tabelle werden die erhaltenen Eigenschaften der imprägnierten Glasfasertapeten in Abhängigkeit von der Rezeptur gegenübergestellt: 
Binde- Rezeptur Nassfestigkeit [g]' Hydrophobie [cm]2 mittel 
Standard-
Stärke-   Derivat 1 1450 g 2,5 cm    
Amylopektin-
Kart.st.-   Derivat 2 1480 g 2 cm    
Amylopektin-
Kart.st.-   Derivat 3 1510 g 2,5 cm    
Ad 1) Nassfestigkeit 
Zur Bestimmung der Nassfestigkeit wurde nach einer Quellzeit von 1 Minute in deionisiertem Wasser die Zugkraft bestimmt, die zum Bruch der Verbindung von Kettfaden und Schussfaden führt. Die Zugkraft wird in Gramm Zugkraft angegeben ad 2) Hydrophobie 
Es wird die Höhe einer Lösungsmittelfront an einem definierten Messstreifen nach einem definierten Zeitraum in Zentimetern angegeben.

   Die ermittelte Saughöhe ist direkt mit der Wasseraufnahmefähigkeit des Messstreifens korrelierbar. 



   Rezeptur 1 
1050 Liter Wasser
60 kg 2-Hydroxypropyl-Kartoffelstärke
45 kg   Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion   

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22 kg Paraffinemulsion
30 kg Ammoniumzirkoncarbonatlösung (20 % Zirkonoxid)
6 kg Natriumsilikat Rezeptur 2 1050 Liter Wasser
42 kg 2-Hydroxypropyl-Amylopektin-Kartoffelstärke
45 kg Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion
22 kg Paraffinemulsion
30 kg Ammoniumzirkoncarbonatlösung (20 % Zirkonoxid)
6 kg Natriumsilikat Rezeptur 3 1050 Liter Wasser
60 kg 2-Hydroxypropyl-Amylopektin-Kartoffelstärke
45 kg Styrol-Acrylat-Copolymerdispersion
22 kg Paraffinemulsion
20 kg Ammoniumzirkoncarbonatlösung (20 % Zirkonoxid)
3 kg Natriumsilikat 
PATENTANSPRÜCHE: 1.

   Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke, d. h. einer Kartoffelstärke mit im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke verringertem Amylosegehalt, als Basis für ein in der Herstellung bzw. Nachbehandlung von Geweben und Gewirken aus organischen Textilfasern ver- wendbares Behandlungsmittel, gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln. 



  2. Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke, d. h. einer Kartoffelstärke mit im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke verringertem Amylosegehalt, als Basis für ein in der Nachbe- handlung von Geweben und Gewirken aus anorganischen Fasern, insbesondere Glasfa- sern, verwendbares Bindemittel, gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln. 



  3. Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke, die aus durch molekularbiologische Metho- den hinsichtlich der Amylosebildung inhibierten Kartoffeln gewonnen wurde, als Basis für ein in der Herstellung bzw. Nachbehandlung von Geweben und Gewirken verwendbares
Textilfaserbehandungsmittel, gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck be- kannten Zusatzmitteln. 



  4. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 3 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke mit einem Amylosegehalt von weniger als 20 % für den in den Ansprüchen 1 bis 3 ange- gebenen Zweck. 



  5. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 4 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke mit einem Amylosegehalt von 0 % bis 8 % für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen
Zweck. 



  6. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 5 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke mit einem Amylosegehalt von 0 % bis 5 % für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen
Zweck. 



  7. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 6 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke, die aus durch antisense-Inhibition eines GBSS-Gens gentechnisch veränderten Kartoffeln gewonnen wurde, für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Zweck. 



  8. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 7 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke in granulärer Form für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Zweck. 

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Claims (1)

  1. 9. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 7 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke <Desc/Clms Page number 9> in kaltquellender oder kaltlöslicher Form für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Zweck.
    10. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 9 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke, die durch Säuren, Oxidationsmittel, Scherkräfte oder enzymatisch abgebaut ist, für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Zweck.
    11. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 10 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke in veresterter oder veretherter Form für den in den Ansprüchen Ibis 3 angegebenen Zweck.
    12. Verwendung einer in Anspruch 11 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke, die das Produkt einer Veresterung mit Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit einer Alkylkette mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder ein Carbamat ist, für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angege- benen Zweck.
    13. Verwendung einer in Anspruch 11 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke in Form des Me- thyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Hydroxybutyl-, Carboxymethyl-, Cyanoethyl-, Carbamoylethylethers oder als Gemisch hievon für den in den Ansprüchen 1 bis 3 ange- gebenen Zweck.
    14. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke in einer im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke um 20 bis 30 % verringerten Einsatzmen- ge für den in den Ansprüchen 1 bis 3 angegebenen Zweck.
    15. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke als Basis für ein Schichtemittel für organische Textilfasern.
    16. Verwendung einer in einem der Ansprüche 3 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke als Basis für ein Schichtemittel für anorganische Fasern, insbesondere Glasfasern.
    17. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke als Basis für ein Zusatzmittel in der Kettgarnpräparation im Webprozess organischer Textil- fasern.
    18. Verwendung einer in einem der Ansprüche 3 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke als Basis für ein Zusatzmittel in der Kettgarnpräparation im Webprozess anorganischer Fa- sern, insbesondere Glasfasern.
    19. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke als Basis für ein Glättungs- und Verstärkungsmittel des Kettfadens bzw. zur Erhöhung der Abriebfestigkeit im Webprozess organischer Textilfasern.
    20. Verwendung einer in einem der Ansprüche 3 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke als Basis für ein Glättungs- und Verstärkungsmittel des Kettfadens bzw. zur Erhöhung der Abriebfestigkeit im Webprozess anorganischer Fasern, insbesondere Glasfasern.
    21. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke für den in den Ansprüchen 15 bis 20 genannten Zweck gemeinsam mit an sich bekannten organischen Polymeren und/oder Schlichtefett.
    22. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 genannten Amylopektin-Kartoffelstärke in Form von Hydroxypropylstärke für den in den Ansprüchen 15 bis 20 genannten Zweck.
    23. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 und 22 genannten Amylopektin-Kartof- felstärke in einer im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke bis zu 20 % verringerten Einsatz- menge für den in den Ansprüchen 15 bis 20 genannten Zweck.
    24. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 und 22 genannten Amylopektin-Kartof- feistärke als Basis für ein Textilbindemittel für Gewebe und Gewirke aus natürlichen, halb- synthetischen, synthetischen organischen Fasern, wie Zellulose-Fasern, Hanf, Leinen, Kunststoff-Fasern, Glasfasern bzw. Kohlefasern.
    25. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 und 22 genannten Amylopektin-Kartof- felstärke für den in Anspruch 24 genannten Zweck bei der Herstellung von Teppichen, Textiltapeten und Glasfasergewebematten.
    26. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 und 22 genannten Amylopektin-Kartof- felstärke für den in Anspruch 24 genannten Zweck gemeinsam mit an sich für diesen Zweck bekannten Polymerdispersionen, Hydrophobierungsmitteln und Vernetzungsmittein.
    27. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 und 22 genannten Amylopektin-Kartof- felstärke mit einer im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke um bis zu 30 % verringerten <Desc/Clms Page number 10> Einsatzmenge für den in den Ansprüchen 24 bis 26 genannten Zweck.
    28. Verwendung einer in einem der Ansprüche 1 bis 13 und 22 genannten Amylopektin-Kartof- felstärke für den in den Ansprüchen 24 bis 26 genannten Zweck gemeinsam mit einer um bis zu 40 % verringerten Menge an Vernetzungsmittel im Verhältnis zu Textilbindemitteln auf Basis üblicher Kartoffelstärke.
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