CS247631B1 - Šlichtovací lázeň - Google Patents

Abstract

Slichtovací lázeň pro chemická vlákna nebo jejich směsi s vlákny přírodními sestává ž 0,1 až 30 hmot. dílů vodorozpustných polyesterových pryskyřic, 65 až 99,5 hmot. dílů vody a popřípadě až 25 hmot. dílů dalších syntetických a/nebo přírodních šlichtovacích prostředků a aditiv ovlivňujících vlastnosti šlichtovací lázně nebo zpracovatelská vlastnosti vláken.

Description

Vynález se týká složení nových šlichtovaóích lážní vhodných zejména pro šlichtování chemických vláken nebo jejich směsí s vlákny přírodními, obsahujících ve vodě rozpustné polyestery specifické struktury.

Ke Slichtování textilních vláken přírodních /bavlny, lnu, konopí/ a vláken regenerované celulózy /hedvábí acetátového a viskózového/ se dosud ještě používají tradiční přírodní látky jako je škrob, kllh a želatina.

Značný rozvoj výroby syntetických vláken a zavedení vysoce výkonných rychloběžných tkáčích strojů si v poslední době vyžádaly účinnější šlichtovací prostředky. Byly vyvinuty nové makromolekulám! látky, které dodávají zpracovávaným syntetickým textilním vláknům lepší zpracovatelské vlastnosti.

Jde především o polymery olefinicky nenasycených sloučenin ve formě parciálních alkalických či amonných solí. Z nich zvláštní postavení zaujímají homopolymery a kopolymery kyseliny akrylové a methakrylové /čs. AO č. 163 906, 188 335, evropský patent č. 52 949, 57 985, patent NSR č. 2 714 897, 2 926 230, japonský patent č. 57 183474, autorské osvědčení SSSR č. 836 260, patent USA č. 4 073 995/, dále kopolymery vinylacetátu /japonský pat.

č. 58 203171/, vinylalkoholu /autorské osvědčení SSSR č. 953 047/, styrenu /patent USA č. 4 248 755/ a jiných nenasycených uhlovodíků /patent NSR č. 2 951 696/.

Podle svého složení mají většinou specifický účinek pro šlichtování určitého druhu syntetických vláken. Případné zbytky nezreagovaných monomerů způsobují nepříjemný zápach šlichet.

Byly popsány též šlichty obsahující modifikované kondenzační produkty polykarboxylových kyselin s polyoly /japonský pat. č. 53 041597, 55 030413, patent USA č. 3 498 821, 4 098 741, 4 216 260/.

Jsou rovněž převážně určeny jen pro speciální použití, hlavně ke šlichtování polyesterových syntetických vláken. Jejich další nevýhodou je jejich relativně vysoká viskozita při vyšších koncentracích roztoků a v mnoha případech vyžadují specifické podmínky praní pro odstranění z tkanin.

Uvedené nevýhody řeší předložený vynález, jehož předmětem jsou šlichtovací lázně na bázi kondenzačních produktů polyalkoholů a polykarboxylových kyselin či funkčních derivátů těchto složek, popřípadě jejich směsí se syntetickými či přírodními šlichtovacími prostředky a adltivy, vhodné ke šlichtování chemických vláken a jejich směsí s vlákny přírodními.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že šlichtovací.lázně sestávají z 0,1 až 30 hmot- dílů polyesterových pryskyřic obsahujících 8 až 83 % hmot. esterově vázaných zbytků dvojmocných až trojmocných alkoholů se 2 až 28 uhlíkovými atomy, 15 až 90 % hmot. esterově vázaných zbytků karboxylových kyselin obecného vzorce

R - /C00/_x - nebo - /000/_χ - R - /COO^-M⁺/_y a případně až 15 % hmot. jejich sulfoderivátů obecného vzorce

- /000/ - R - SO~M⁺ nebo - /000/ - R - /000’m⁺/.

x j x | y

SOjM⁺

V těchto vzorcích R značí zbytek benzendikarboxylovýoh kyselin, alfa, beta-nenasycených acyklických karboxylových kyselin se 2 až 4 uhlíkovými atomy nebo polymerních karboxylových kyselin s molekulární hmotnosti do 1 500, x je 1 až 8, y je 1 až 7 a M je sodík, draslík nebo alkylamonná skupina /r'/₄N⁺, kde r' je vodík nebo alkyl se 2 až 6 uhlíkovými atomy.

Dále obsahují 65 až 99,5 hmot. dílů vody a popřípadě až 25 hmot. dílů dalších syntetických a/nebo přírodních šlichtovacích prostředků, zejména na bázi akrylových a vinylových homopolymerů a kopolymerů, klihu, želatiny a škrobu či jeho derivátů a aditiv, zejména ze skupiny vodu změkčujících a antistatických prostředků, tenzidů, odpěňovačů, lubrikantů, změkčovadel, regulátorů viskozity a pH, hydrofilních látek, antikorozních přísad a baktericidů.

Slichtovací lázně podle tohoto vynálezu mají ve srovnání se známými produkty některé výhody. Výchozí polyesterové pryskyřice přicházejí v pevné formě, která je ve vodě velmi dobře rozpustná na nízkoviskózní roztoky.

To umožňuje pracovat s vysocekoncentrovanými šlichtovacími lázněmi, což je výhodné zvláště při vysokotlakém ždímání na šlichtovacím stroji, které je jedním z předpokladů úspory tepelné energie při sušení. Dají se použít nejen ke šlichtování všech typů známých chemických vláken, nýbrž i jejich směsí s přírodními vlákny, např. s bavlnou.

Získaný nános má výborné filmotvorné vlastnosti a zvýšenou adhezi k hydrofóbním vláknům, zvláště polyesterovým a polypropylenovým. Nanesené polyesterové filmy jsou hladké, pružné, pevné a během zpracování přízí neopadávají.

Slichtovací lázně jsou zdravotně nezávadné a nezapáchají. Nánosy šlichty se z textilií snadno odstraní, většinou pouhým, vypráním studenou nebo horkou vodou. Jejich vlastnosti lze značně obměňovat volbou jednotlivých složek a zvláště pak skladbou výchozích komponent polyesterových pryskyřic. Jsou v širokém rozsahu mísitelné a snášenlivé s jinými známými syntetickými a přírodními šlichtovacími prostředky a přitom jsou surovinově i cenově dostupné.

Slichtovací lázně podle tohoto vynálezu pozůstávají z polyesterové pryskyřice specifické struktury získané reakcí polyalkoholů s polykarboxylovými kyselinami nebo derivátů těchto látek. Polyalkoholy zahrnují výhradně dvojmocné a trojmocné acyklické i cyklické alkoholy se 2 až 28 uhlíkovými atomy.

Mezi ně patří zejména glykoly, jako ethylenglykol, propylénglykol, polyethylenglykol a polypropylenglykoly o molekulární hmotnosti nejvýše 600, dále butylenglykoly, neopentylglykol, 1,2- a 1,4-cyklohexandimethanol, 1,1,1-trimethyloethan, 1,1,1-trlraethylolpropan a glycerol.

Karboxylové kyseliny jsou zastoupeny nasycenými dikarboxylovými kyselinami, především aromatickými benžendikarboxylovými kyselinami a jejich substitučními a funkčními deriváty. Technický význam má kyselina o-ftalová, isoftalová, tereftalová, dále ftalanhydrid, anhydrid kyseliny tetrahydroftalové a 3,6-endomethylentetrahydroftalové.

Z cyklických kyselin přichází v úvahu kyselina 1,2-cyklohexandikarboxyloyá a 1,3-cyklopentandikarboxylová. Z alfa, beta-nenasycených karboxylových kyselin je významná kyselina akrylová, methakrylová, maleinová, fumarová, citrakonová, mesakonová, itakonová a jejich příslušné anhydridy.

Ze sulfoderivátů karboxylových kyselin se používají např. kyseliny benzensulfodikarboxylové, sulfoalkyljantarové a kyselina sulfojantarová bud přímo, anebo se vytvoří dodatečně in sítu adicí NaHSO^ či Na₂S₂0g na nenasycenou kyselinu zabudovanou v polyesterových pryskyřicích nebo v použitých polymerních karboxylových kyselinách.

Tyto tvoří kopolymery uvedených nenasycených kyselin s olefinickými a diolefinickými monomery, jako je např. styren, vinylcetát, estery, nitrily a amidy kyseliny akrylové či methakrylové, konjugované dleny /hlavně 1,3-butadien/. Získané polyesterové pryskyřice se převedou na parciální soli částečnou neutralizací hydroxidy alkalických kovů /hlavně hydroxidem sodným a draselným/, hydroxidem amonným nebo různými aminy /trimethylaminem, triethylaminem, triethanolaminem apod./. Jejich množství ve šlichtovacích lázních se pohybuje v rozsahu 0,1 až 30 % hmot.

Soli uvedených polyesterových pryskyřic tvoří pevné produkty, které se rozpouštějí ve vodě, nejčastěji v demineralizované nebo deionizované. Při použití užitkové vody s vysokou tvrdostí může vzniknout zákal až sraženina. Obsah vody ve šlichtovacích lázních činí 65 až '99,5 % hmot.

Nezbytný podíl šlichtovacích lázní podle tohoto vynálezu tvoří polyesterové pryskyřice. Jejich chemická stavba a struktura umožňuje jejich případnou modifikaci a kombinaci s jinými syntetickými či přírodními šlichtovaoími prostředky a různými aditivy. ,

Z plně syntetických produktů jsou to zejména vodorozpustné soli homopolymerů a kopolymerů kyseliny akrylové a methakrylové, kopolymeřů styrenu s maleinanhydridem, lineárních polyesterů, dále polyvinylalkohol, polyakrylamid, polyuretany a diketeny.

Přírodní nebo modifikované přírodní látky zahrnují zejména škrob a jeho deriváty /např. odbouraný škrob, estery a ethery škrobu/, bílkoviny /kasein, klih, želatinu/ a deriváty celulózy /karboxymethylcelulózu, hydroxyethylcelulózu, methylcelulózu/.

z aditiv přicházejí v úvahu především antistatické přísady /např. reakční produkty polyakrylamidu s ethylenoxidem/, tenzidy /hlavně nelonogenní povrchově aktivní látky typu. ' alkylenoxidovaných alkylfenolů, acyklických vyšších monoalkoholů a monokarboxylových kyselin, polymerní kationaktivní látky, sulfonované acyklické monokarboxylové kyseliny či jejich triglyceridy/, změkčovadla vody /hexametafosfát, organická komplexotvorná činidla/, odpěňovače /organokřemičité sloučeniny a acyklické vyšší monoalkoholy/, lubrikanty /vosky, tuky a oleje/, regulátory viskozity /vodorozpustné deriváty celulózy, polyvinylalkohol, polyvinylpyrrolidon/, regulátory pH /různé dusíkaté báze/, hydrofilní látky/ vícemocné alkoholy/, mastek aj. minerální látky.

Tyto sloučeniny upravují vlastnosti šlichtovacích lázní a šlichtovaných textilních materiálů. Celkový obsah uvedených dalších syntetických či přírodních šlichtovacích prostředků a aditiv nepřevyšuje 25 % hmot., vztaženo na celkovou hmotnost šlichtovací lázně.

Slichtovací lázně podle tohoto vynálezu se obecně připravují rozpuštěním nebo zředěním výchozích polyesterových pryskyřic a případně dalších šlichtovacích prostředků a aditiy ve ve vodě za studená nebo za zvýšené teploty.

Používají se ke šlichtování předených přízí z chemických a přírodních vláken i jejich směsí a vláken nekonečných, šlichtuje se obvykle při 40 až 80 °C, nános šlichty se odstraňuje z tkaniny vypráním ve vodě za studená nebo za zvýšené teploty, popřípadě za přídavku pracích přípravků, alkalicky reagujících látek nebo enzymatických odšlichtovacích prosředků.

Předmět,vynálezu je dále doložen příklady provedení. Pro přípravu šlichtovacích lázní uvedených v příkladech bylo použito následujících polyesterových pryskyřic a polymerních kyselin:

Polyesterová pryskyřice A obsahuje

- esterově vázané zbytky	polyethylenglykolu
o molekulové hmotnosti	600	79	%	hmot
- esterově vázané zbytky	glycerolu	2	%	hmot
- esterově vázané zbytky	kyseliny isoftalové	18	%	hmot.
ky se .Lil! γ i sof ta love		1	ΐ	hmot

2^/.. 51

Polyesterová pryskyřice B obsahuje

- esterově vázané zbytky	triethylenglykolu	49 % hmot
- esterově vázané zbytky	trimethylolpropanu	2 % hmot
- esterově vázané zbytky	kyseliny isoftalové	36 % hmot
- esterově vázané zbytky	kyseliny tereftalové	2 % hmot
- esterově vázané zbytky	polymerní kyseliny II.	4 % hmot
- esterově vázané zbytky 5-sulfoisoftalové	monosodné soli kyseliny	7 % hmot

Polyesterová pryskyřice C obsahuje

- esterově vázané zbytky 1,2-cyklohexandiolu 9,8 % hmot.

- esterově vázané zbytky polyethylenglykolu

o.molekul, hmotnosti 600	1 % hmot
- esterově vázané zbytky pentaerythritolu	0,1 % hmot
- esterově vázané zbytky polymerní kyseliny III.	.71 % hmot
- esterově vázané zbytky draselné soli polymerní
kyseliny III	18 % hmot

Polyesterová pryskyřice D obsahuje

- esterově vázané zbytky 1,4-cyklohexandi-	%	hmot
methanolu	17
- esterově	vázané	zbytky	polymerní kyseliny I	72	%	hmot
- esterově	vázané	zbytky	kyseliny fumarové	1	s	hmot
- esterově	vázané	zbytky	kyseliny sulfojantarové	10	%	hmot

Polyesterová pryskyřice E obsahuje

- esterově vázané zbytky triethylenglykolu	20 %	hmot
- esterově vázané zbytky glycerolu	2 %	hmot
- esterově vázané zbytky polymerní kyseliny IV	59,3 %	hmot
- esterově vázané zbytky sodné soli polymerní
kyseliny IV	16,8 %	hmot
- esterově vázané zbytky triethanolamoniové soli

polymerní kyseliny IV	1,9 % hmot.
Polymerní kyseliny
Polymerní kyselina	I	II	III IV
molekulová hmotnost	800	935	600 500
číslo kyselosti /mg KOH . g-1/	70	: 120	91,6 210
obsah skupin -COOH /% hmot./	5,6	9,6	7,3 16,8
obsah kyseliny akrylové ve směsi monomerů /% hmot./	9		27
obsah anhydridů kyseliny maleinové ve směsi monomerů /% hmot./		10,5	8

pokračování tabulky

Polymerní kyselina obsah sulfoskupln v polymerní kyselině /% hmot. -SO₃Na⁺/

Další monomery podílející se na tvorbě polymerní karboxylové kyseliny styren ethylakrylát, methylakrylát, butylakrylát

IX III

Styren, inden 1,3-butadien

IV

2-ethylhexylakrylát, styren, methylmethakrylát

Příklad 1 šlichtovací lázeň pro úpravu polyesterového hedvábí

Složení:

- polyesterová pryskyřice A 28 kg

- destilovaná voda 72 kg

K 50 1 destilované vody se za míchání přidá 28 kg polyesterové pryskyřice A. Po 15 až 20 minutách míchání se přídavkem 22 kg destilované vody doplní objem šlichtovací lázně na cca 100 1. Rozpuštění polyesterové pryskyřice se urychlí ohřátím na 40 až 50 °C.

Po rozpuštění je lázeň připravena ke šlichtování za použití vysokotlakého odždímání přebytečného roztoku. V této lázni lze úspěšně odšlichtovat bezzákrutové polyesterové hedvábí titr 167 dtex, 33 kapilár, dvojmo tkané. Získaný film šlichtovacího prostředku má vysokou adhezi k vláknu a při zpracování se neodírá. Zpevnění textilního materiálu činí 10 až 15 %.

Příklad 2

Šlichtovací lázeň pro úpravu polyesterového hedvábí

Složení:

- polyesterová pryskyřice B 3,5 kg

- voda - upravovaná 96,5 kg

K 50 1 měkčené vody s tvrdostí maximálně 5 německých stupňů se za míchání přidá 3,5 kg polyesterové pryskyřice B. Přídavkem 46,5 kg další měkčené vody se objem lázně upraví na na cca 100 1. Po rozpuštění lze šlichtovací lázeň s výhodou použít pro úpravu textilního materiálu /84 dtex, f 24, Z 400/. Aplikací lázně se výrazně sníží prašnost zpracovávaného materiálu a jeho pevnost se zvýší o 5 až 10 %.

Příklad 3 šlichtovací lázeň pro úpravu příze obsahující 65 % PES a 35 % bavlny

Složení:

- oxidovaný bramborový škrob 10 kg

- sodná sůl kopolymerů styrenu a kyseliny maleinové /25% roztok

Šlichtovací lázeň se připraví rozmícháním lOkg oxidovaného škrobu o molekulové hmotnosti cca 10 000 v 60 kg demineralizované vody. Po 15 minutách míchání se přidá 5,2 kg 25% vodného roztoku sodné soli kopolymeru styrenu a kyseliny maleinové a polyesterová pryskyřice c.

Doředěním 24,3 kg demineralizované vody se upraví objem šlichtovací lázně na cca 100 1 a roztok se zahřeje na 75 až 80 °c. Po 15 až 30 minutách míchání při uvedené teplotě je šlichtovací lázeň připravena k použití.

Přípravek polyesterové pryskyřice C zvýší adhezi filmu o 10 až 15 % a výrazně zlepší zpracovatelnost textilního materiálu.

Příklad 4

Šlichtovací lázeň pro úpravu 100% bavlněné příze

Složení:

- oxidovaný bramborový škrob 2,4 kg

- sodná sůl kopolymeru kyseliny akrylové a akrylonitrilů /25% vodný roztok/ 4,8 kg

- sulfatovaný živočišný tuk s přísadnou sulfatovaného ricinového oleje 0,18 kg

- polyesterová pryskyřice D 0,18 kg

- voda 92,44 kg

V 80 kg destilované vody, demineralizované nebo užitkové, upravené změkčením na maximálně 2p stupňů německé tvrdosti se rozmíchá postupně 2,4 kg oxidovaného bramborového škrobu s molekulovou hmotností cca 25 000 a alkalické fluiditě 30 až 35, 4,8 kg 25% vodného roztoku sodné soli kopolymeru kyseliny akrylové a akrylonitrilů, 0,18 kg sulfatovaného živočišného tuku s přísadou sulfatovaného ricinového oleje a 0,18 kg polyesterové pryskyřice D.

Roztok se doředí přídavkem 12,44 kg vody výše uvedené specifikace a ponechá se 10 minut míchat. Pak se teplota roztoku za stálého míchání zvýší na 80 °C. Po 30 minutách míchání při uvedené teplotě je možno šlichtovat. Přídavkem polyesterové pryskyřice D se výrazně sníží prašnost textilního materiálu při zpracování.

Příklad 5

Šlichtovací lázeň vhodná pro úpravu směsné příze obsahující 65 % PES a 35 % bavlny

Složení:

- oxidovaný bramborový škrob	14,5	kg
- sodná sůl kopolymeru kyseliny akry-
lové a akrylonitrilů /25% vodný
roztok/	7,1	kg
- polyesterová pryskyřice E	1	kg
- voda ·'	77,4	kg

V 60 kg vody s tvrdostí 0 až 20 německých stupňů se rozmíchá 14,5 kg oxidovaného bramborového škrobu s molekulovou hmotností cca 10 000 a alkalickou fluiditou 70 až 75 a přilije se 7,1 kg 25% vodného roztoku sodné soli kopolymeru kyseliny akrylové a akrylonitrilů. Po 15 minutách míchání za normální teploty se přidá 1 kg polyesterové pryskyřice E a doředí se 17,4 kg vody β tvrdostí O až 20 německých stupňů. Za stálého míchání se zvýší teplota roztoku •na 70 °C a ponechá se při této teplotě míchat 20 minut.

Připravená lázeň se použije ke šlichtování osnov, u nichž významně zlepší zpracovatelnost..

Příklad

Slichtovací lázeň pro úpravu 100% polypropylenové příze

Složení:

- oxidovaný bramborový škrob	6,5	kg
- polyvinylalkohol	4,0	kg
- syntetický vosk	0,22	kg
-.glycerol	0,32	kg
- polyesterová pryskyřice B	1,5	kg
- voda	87,46	kg

Do 70 kg vody s tvrdostí do 25 německých stupňů se za stálého míchání přidají 4 kg středně vlskózního polyvlnylalkoholu, obsahujícího 10 až 15 % hmot. acetátovýoh skupin, jehož číslo zmýdelnění činí 100 až 140 mg KOH/g a 1,5 kg polyesterové pryskyřice B.

Po 10 minutách míchání se přidá 6,5 kg oxidovaného bramborového škrobu o molekulové hmotnosti cca 10 000, jehož alkalická fluidita je 70 až 75. Teplota lázně se za míchaní zvýší na 85 °C a do roztoku se postupně dávkuje 0,22 kg syntetického vosku na bázi triglyčeridu kyseliny stearové nebo exyethylované kyseliny stearové a 0,32 kg glycerolu. Po 15 až 20 minutách míchání je lázeň připravena ke šlichtování.

Použití lázně sníží tření textilního materiálu při zpracování. Přísada polyesterové pryskyřice omezuje oděr filmu a zvyšuje adhezl filmu k vláknu o 5 až 15 %.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   Slichtovací lázeň na bázi kondenzačních produktů polyalkoholů a polykarboxylových kyselin či funkčních derivátů těchto složek, popřípadě jejich směsí se syntetickými a/nebo přírodními šliohtovacími prostředky a aditivy, vhodná ke šlichtování chemických vláken a jejich směsí s vlákny přírodními, vyznačující se tím, že sestává z 0,1 až 30 hmot. dílů polyesterových pryskyřic obsahujících 8 až 83 % hmot. esterově vázaných zbytků dvojmocných až trojmocných alkoholů se 2 až 28 uhlíkovými atomy, 15 až 90 % hmot. esterově vázaných zbytků karboxylových kyselin obecného vzorce

   R - /000/_χ - nebo - /000/_χ - R - /C00~M⁺/_y a případně až 15 % hmot. sulfoderivátů těchto kyselin obecného vzorce

   - /000/ - R - SOM⁺ nebo - /000/ - R - /000^/, x 3 x | . y som⁺ kde R je zbytek benzendikarboxylových kyselin, alfa, beta-nenasycených acyklických karboxylových kyselin se 2 až 4 uhlíkovými atomy nebo polymerních karboxylových kyselin»» molekulár9 ní hmotností do 1 500, x je 1 až B, y je 1 až 7 a M je sodík, draslík nebo alkylamoniová skupina /r'/₄N⁺, kde R' je vodík nebo alkyl se 2 až 6 uhlíkovými atomy, ze 65 až 99,5 hmot. dílů vody a popřípadě až 25 hmot. dílů dalších syntetických a/nebo přírodních šlichtovacích prostředků, zejména na bázi akrylových a vinylových polymerů, klihu, želatiny a škrobu či jeho derivátů, a aditiv, zejména ze skupiny vodu změkčujících a antistatických prostředků, tenzidů, odpěňovačů, lubrikantů, změkčovadel, regulátorů viskozity a pH, hydrofilních látek, antikorozních přísad a baktericidů.