CZ281895B6 - Apretační prostředek a jeho použití - Google Patents

Abstract

Je popsán apretační prostředek pro textilní materiály, zejména pro látky ze skelných vláken, jehož podstata spočívá v tom, že, vztaženo na sušinu, obsahuje asi 60 až 95 % hmot. škrobu, 4 až 30 % hmot. činidla dodávajícího hydrofobitu, asi 1 až 10 % hmot. soli kovu ze skupiny 3a, 3b, 4a, 4b, 5a nebo 5b periodické tabulky a asi 1 až 5 % hmot. kyseliny citronové. Přednostně je činidlem dodávajícím hydrofobitu parafinový vosk a solí kovu je sůl hliníku, jako hydroxychlorid hlinitý. Prostředek má přednostně podobu dvousložkového systému, jehož první složku tvoří kombinace škrobu a kyselinou citronovou a druhou složku kombinace parafinového vosku se solí kovu. Po smíchání obou složek a zředění vodou se jako apretační prostředek připravený pro přímé použití získá suspenze s obsahem pevných látek 10 až 15 % hmotnostních. Prostředku se s výhodou používá při apretaci látek ze skelných vláken, kterých se po napuštění živicemi používá při výrobě střešních krytin.ŕ

Description

(57) Anotace:

Je popsán apretační prostředek pro textilní materiály, který, vztaženo na sušinu, obsahuje 60 až 95 % hmotnostních modifikovaného škrobu, 4 až 30 % hmotnostních parafinového vosku. Jako činidla dodávajícího hydrofobitu, 1 až 10 % hmotnostních soli hliníku a 1 až 5 % hmotnostních kyseliny citrónové. Dále je popsáno použití tohoto apretačního prostředku pro apretaci látky ze skelných vláken. Prostředek má přednostně podobu dvousložkového systému. Jehož první složku tvoří kombinace modifikovaného škrobu s kyselinou citrónovou a druhou složku kombinace parafinového vosku se solí hliníku. Po smíchání obou složek a zředění vodou se Jako apretační prostředek připravený pro přímé použití získá suspenze s obsahem pevných látek 10 až 15 % hmotnostních. Prostředku se s výhodou používá pro apretaci látek ze skelných vláken, kterých se po napuštění živicemi používá při výrobě střešních krytin.

Apretační prostředek a jeho použití

Oblast techniky

Vynález se týká apretačního prostředku a jeho použití pro apretaci látky ze skelných vláken.

Dosavadní stav techniky

Apretace textilního materiálu, kterou se zlepšuje jedna nebo více jeho vlastností, je známa. Nanesením vhodného apretačního prostředku je například možno zlepšit omak textilního materiálu, jeho odolnost proti vodě a jeho odolnost proti hoření. Textilní materiál může být tkaný nebo netkaný a může být zhotoven z přírodních a/nebo syntetických vláken.

Známa je zejména také apretace látek ze skelných vláken, kterou se dodá zprvu beztvaré látce pevnější a lepší omak. Apretačním prostředkem je také možno látce dodat odolnost proti hoření. Pokud má byt látka vystavena vlivům vody a vlhkosti, může sejí apretačním prostředkem dodat také hydrofobita. Tak je tomu v případě tkaných tapet, které se mají lepit na substrát a/nebo natírat a zejména pak také v případě látek pro impregnaci živicemi, tj. látek ze skleněných vláken, kterých se v současné době používá místo papíru nebo papírové lepenky při výrobě střešních krytin.

Při apretaci takových látek se až dosud používalo apretačních prostředků na bázi syntetických pojiv, jako je polyvinylalkohol, polyvinylacetát a polyvinylchlorid, v kombinaci s činidly dodávajícími hydrofobní vlastnosti, jako je parafín. Požadavky na kvalitu střešní krytiny jsou mimořádně vysoké a podle všeobecně panujícího názoru je možno jim vyhovět pouze za použití apretačních prostředků založených na syntetických pojivech, která jsou schopna látce dodat uspokojivou odolnost proti vodě a hydrofobitu. Až dosud se nepovažovalo za možné používat k tomuto účelu apretačních prostředků založených na škrobu, poněvadž škrob sám má špatnou odolnost proti vodě a hydrofobní vlastnosti a může být také napaden bakteriemi, plísněmi nebo houbami, zvláště je-li vystaven vlhkému vzduchu.

EP 0 255 859 se týká apretace skleněných vláken, která se provádí při jejich výrobě. Apretují se tedy vyráběná vlákna a nikoliv hotový textilní materiál z vláken, například skleněných vláken. Apretační prostředek přitom zahrnuje poloester určité dikarboxylové kyseliny se škrobem, neiontový olej, jako je triglycerid mastné kyseliny, emulgátor a kationtové mazadlo, jako je derivát alkylimidazolinu. Apretační prostředek se volatilizuje tepelným zpracováním vyrobených vláken při teplotě asi 650 °C. Tento způsob se tedy jasně odlišuje od apretace hotového textilního materiálu, například látky ze skleněných vláken, kterou se sleduje výroba produktů vystavených vlhkosti, jako jsou střešní krytiny, v nichž se apretační prostředek nevolatilizuje, nýbrž v nich zůstává a má důležitou funkci během životnosti produktu.

Také GB 1 444 498 se týká apretačního prostředku pro použití na skleněná vlákna. Tento apretační prostředek se skládá z esteru škrobu a isoalkanové kyseliny, obsahující popřípadě substituovaný isoalkylový zbytek se 3 až 5 atomy uhlíku, a mazlavé látky, zvolené ze souboru zahrnujícího rostlinné vosky, živočišné vosky, minerální vosky, syntetické vosky, tuky a želatinované oleje.

Úkolem tohoto vynálezu je vyhnout se těmto potížím a vyvinout prostředek, který by bylo možno nanášet na textilní materiály a který by poskytoval textilnímu materiálu uspokojivou odolnost proti vodě a hydrofobitu, přestože by byl založen na škrobu.

- 1 CZ 281895 B6

Podstata vynálezu

Předložený vynález představuje vyřešení tohoto úkolu.

Předmětem vynálezu je apretační prostředek pro textilní materiály, jehož podstata spočívá v tom, že, vztaženo na sušinu, obsahuje 60 až 95 % hmotnostních modifikovaného škrobu, 4 až 30 % hmotnostních parafínového vosku, jako činidla dodávajícího hydrofobitu, 1 až 10 % hmotnostních soli hliníku a 1 až 5 % hmotnostních kyseliny citrónové.

Předmětem vynálezu je dále také použití apretačního prostředku definovaného výše, zvláště pak jeho výhodných provedení popsaných dále, pro apretaci látky ze skelných vláken.

Další znaky vynálezu jsou zřejmé z následujícího podrobného popisu a připojených nároků.

Hlavní složkou apretačního prostředku podle vynálezu je modifikovaný škrob, který může pocházet z různých surovin, jako jsou brambory, pšenice, kukuřice, kukuřice vosková, tapioka, ječmen a/nebo jejich kombinace. Škrob může být modifikován různými způsoby, například degradací kyselinami, oxidací, esterifikaci, etherifikací, síťováním a/nebo jejich kombinacemi. Použitý škrob je přednostně rozpustný ve studené vodě, ale může se používat i škrobu, který je rozpustný v horké vodě.

Modifikovaný škrob je hlavní složkou apretačního prostředku podle tohoto vynálezu a tvoří přednostně asi 75 až 85 % hmotnostních a nej výhodněji asi 80 % hmotnostních prostředku, vztaženo na sušinu apretačního prostředku.

Podíl parafínového vosku (činidla dodávajícího hydrofobitu) v prostředku podle vynálezu činí přednostně asi 16 až 22 % hmotnostních a nejvýhodněji asi 19 % hmotnostních, vztaženo na sušinu apretačního prostředku.

Prostředek podle vynálezu obsahuje dále 1 až 10 % hmotnostních, přednostně asi 4 až 8 % hmotnostních a nejvýhodněji asi 6 % hmotnostních soli hliníku. Předpokládá se, že druh soli nemá pro vynález rozhodující význam; používá se solí, které jsou úplně nebo zčásti disociované ve vodném roztoku. V současné době se obzvláštní přednost dává hydroxychloridu hlinitému [vzorce AhíOHjsCI^HjO]. Předpokládá se, že za popsaných podmínek slouží hlinitá sůl v prostředku podle vynálezu jako mořidlo pro škrobovou složku, které způsobuje, že má škrobová složka lepší přilnavost k textilnímu materiálu, na nějž je apretační prostředek nanesen, a jako síťovadlo pro škrobovou složku.

Složkou apretačního prostředku podle vynálezu je konečně také kyselina citrónová. Kyselina citrónová tvoří 1 až 5 % hmotnostních, přednostně asi 2 až 3 % hmotnostní a nejvýhodněji asi 2,5 % hmotnostního prostředku podle vynálezu, vztaženo na jeho sušinu. Kyselina citrónová slouží pro úpravu pH prostředku, ale pravděpodobně má i jiné důležité funkce, poněvadž se zkouškami zjistilo, že v prostředku podle vynálezu uspokojivě funguje pouze kyselina citrónová. Za použití jiných kyselin, jako kyseliny adipové, kyseliny fúmarové, kyseliny maleinové, kyseliny šťavelové nebo kyseliny octové se nedosáhne uspokojivých výsledků. Předpokládá se, že kyselina citrónová vytváří komplex s hlinitými ionty soli hliníku, ale není to úplně jisté.

Součet výše uvedených procentických podílů jednotlivých složek prostředku podle vynálezu činí vždy 100 % hmotnostních.

Pro výrobu apretačního prostředku podle vynálezu a manipulaci s ním je výhodné, když se zkombinuje modifikovaný škrob s kyselinou citrónovou do jedné složky a parafínový vosk se solí kovu do druhé složky, takže prostředek podle vynálezu je potom prakticky dvousložkový. Modifikovaný škrob se kombinuje s kyselinou citrónovou takovým způsobem, že se tyto složky spolu smísí a vysuší, za vzniku suchého škrobového prášku, jehož součástí je kyselina citrónová.

Parafínový vosk se mísí se solí hliníku ve vodě, přičemž vzniká emulze s obsahem pevných látek asi 30 až 40 % hmotnostních a přednostně asi 34 až 36 % hmotnostních.

Když se má prostředku podle vynálezu používat pro apretaci textilních materiálů, mísí se jeho složky ve vodě na suspenzi s obsahem pevných látek asi 10 až 30 % hmotnostních, přednostně asi 15 až 20 % hmotnostních. Obvykle se postupuje tak, že se nejprve modifikovaný škrob rozpustí ve vodě a potom se k němu přimísí další složky. Při přednostním způsobu provedení, při němž se modifikovaný škrob kombinuje s kyselinou citrónovou a parafínový vosk se solí hliníku, se postupuje tak, že se nejprve modifikovaný škrob a kyselina citrónová rozpustí ve vodě a ke vzniklému roztoku se přidá ve formě emulze parafínový vosk a sůl hliníku.

Je účelné, aby prostředek, připravený pro přímé použití obsahoval dostatečné množství emulgátoru pro vytvoření stabilní emulze. Množství emulgátoru je však zanedbatelné vzhledem k celému prostředku, a proto se v dalším textu neuvádí.

Poté, co se apretační prostředek výše uvedeným způsobem vyrobí, nanese se vzniklá suspenze známým způsobem, například foulardováním, na textilní materiál, načež se takto apretovaný textilní materiál suší při 140 až 160 °C po dobu asi 1 až 3 minut.

Vynález je blíže objasněn v následujících příkladech provedení. Tyto příklady mají výhradně ilustrativní charakter a rozsah vynálezu v žádném ohledu neomezují.

Příklady provedení vynálezu

Příklad 1

Vyrobí se apretační prostředky podle vynálezu. Jako modifikované škrobové složky se použije oxidovaného a acetylovaného bramborového či pšeničného škrobu typu Perlgum SB, výrobek firmy Ly.ckeby Stárkelseforádling AB, Kristianstad, Švédsko. Tento škrob obsahuje také asi 2,5 % hmotnostního kyseliny citrónové. Kombinace parafínového vosku (činidla dodávajícího hydrofobitu) a soli hliníku je tvořena vodnou emulzí obsahující parafínový vosk a hydroxychlorid hlinitý, která má obsah pevných látek asi 34 % hmotnostních. Tato emulze je k dostání na trhu pod označením Perltex E, výrobek firmy Lyckeby Starkelseforadling AB, Kristianstad, Švédsko. Perltex E obsahuje asi 25 % hmotnostních parafínového vosku a asi 8 % hmotnostních hydroxychloridu hlinitého, vztaženo na celou emulzi Perltexu E. Kromě toho obsahuje zanedbatelné množství emulgátoru.

Apretační prostředek pro přímé použití se vyrobí tak, že se nejprve škrobový prášek rozpustí ve vodě a vzniklý roztok se míchá přibližně po dobu 0,5 hodiny. Potom se k roztoku za míchání přidá určené množství emulze Perltexu E a v míchání se pokračuje tak dlouho, dokud se nezíská homogenní suspenze. Obsah pevných látek ve vyrobené suspenzi je přibližně 10 až 15 % hmotnostních. Složení různých apretačních prostředků je zřejmé z tabulky 1. Množství modifikovaného škrobu, kyseliny citrónové, parafínového vosku a hlinité soli jsou uvedena v tabulce 1 v závorkách.

- j CZ 281895 B6

Tabulka 1

Zkouška č.	1 2	3 4	5	6
Perlgum SB(g)	100	120	100	100	120	100
škrob (g)	(97,5)	(H7)	(97,5)	(97,5)	(117)	(97,5)
kyselina citrónová (g)	(2,5)	(3)	(2,5)	(2,5)	(3)	(2,5)
Perltex E (g)	40	60	60	80	80	100
parafínový vosk (g)	(10,4)	(15,6)	(15,6)	(20,8)	(20,8)	(26)
sůl hliníku (g)	(3,2)	(4,8)	(4,8)	(6,4)	(6,4)	(8)
voda	do 1000 ml

Výsledné apretační suspenze mají vynikající tokové vlastnosti a neobsahují žádné aglomeráty. Všechny suspenze vykazují thixotropní vlastnosti.

Vyrobené suspenze se následně použije pro apretaci textilního materiálu, který má podobu tkaniny ze skelných vláken takového typu, jakého se používá pro impregnaci živicemi. Apretace se provádí ručně tak, že se na látku ze skelných vláken pomocí stěrkovací tyče nanese takové množství suspenze, aby apretovaná látka obsahovala přibližně 15 % hmotnostních apretačního prostředku, po tříminutovém sušení asi při 150 °C. Potom se z apretované látky ze skelných vláken odebere vzorek ve formě proužku o rozměrech 3 x 10 cm. Proužek se ve svislé poloze vloží do obarvené vody ve 100 ml skleněné nádobě. V závislosti na stupni odolnosti proti vodě a hydrofobitě apretované tkaniny ze skelných vláken klesne proužek na počátku zkoušky do vody do hloubky asi 5 až 7 cm. Aby byla odolnost proti vodě a hydrofobita vzorku považována za uspokojivou, nesmí látka absorbovat žádnou vodu nad vodní hladinou v průběhu 24 hodinového uložení vzorku ve vodě. Absorbuje-li tkanina vodu, je možno sledovat stoupání obarvené vody látkou nad vodní hladinou. Pokud je odolnost proti vodě extrémně špatná, látka pod vodou se rozvolní.

Při nanášení prostředků 1 až 6, charakterizovaných výše, se ve všech případech dosáhne výborných výsledků, pokud se týče odolnosti proti vodě a hydrofobity. Hydrofobita stoupá od prostředku 1 k prostředku 6. Obzvláště výhodných výsledků odolnosti proti vodě a hydrofobity se dosáhne s prostředky 3 až 5.

Když se kyselina citrónová nahradí jinými organickými kyselinami a zkoušky se opakují, jsou výsledky neuspokojivé a dochází například k želatinaci, aglomeraci a navíc odolnost proti vodě a hydrofobita apretované látky je špatná. Zkoušené kyseliny zahrnují kyselinu octovou, kyselinu adipovou, kyselinu filmařovou, kyselinu maleinovou a kyselinu šťavelovou.

Příklad 2

Opakuje se postup popsaný v příkladu 1 s tím rozdílem, že se použije apretačních prostředků charakterizovaných v tabulce 2.

-4CZ 281895 B6

Tabulka 2

Zkouška č.	7	8	9	10
Perlgum SB (g)	120	120	80	80
škrob (g)	(H7,l)	(114,2)	(78,1)	(76,2)
kyselina citronová(g)	(2,9)	(5,8)	(1,9)	(3,8)
Perltex E (g)	20	20	120	120
parafínový vosk (g)	(5,2)	(5,2)	(31,2)	(31,2)
sůl hliníku (g)	(1,6)	(1,6)	(9,6)	(9,6)
voda	do 1000 ml

Apretační prostředky ve zkouškách 7 a 8 obsahují vysoké množství škrobu a nízké množství činidla dodávajícího hydrofobitu, což se projevuje při nanesení na tkaninu ze skelných vláken, charakterizovanou v příkladu 1, nižší odolností proti vodě a hydrofobitou, než se dosáhne ve zkouškách 9 a 10.

Claims (7)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   15 1. Apretační prostředek pro textilní materiály, vyznačující se tím, že, vztažena na sušinu, obsahuje 60 až 95 % hmotnostních modifikovaného škrobu, 4 až 30 % hmotnostních parafínového vosku, 1 až 10 % hmotnostních solí hliníku a 1 až 5 % hmotnostních kyseliny citrónové.

   20
2. 2. Apretační prostředek podle nároku 1, vyznačující se tím, že jako sůl hliníku obsahuje hydroxychlorid hlinitý.
3. 3. Apretační prostředek podle nároků 1 nebo 2, vyznačující se tím, že obsahuje 75 až 85 % hmotnostních modifikovaného škrobu.
4. 4. Apretační prostředek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je tvořen dvousložkovou směsí, která se skládá jednak z kombinace modifikovaného škrobu a kyseliny citrónové a jednak z kombinace parafínového vosku a soli hliníku.

   30
5. 5. Apretační prostředek podle nároku 4, vyznačující se tím, že kombinace parafínového vosku a soli hliníku má podobu vodné emulze s obsahem pevných látek 30 až 40 % hmotnostních.
6. 6. Apretační prostředek podle některého z předchozích nároků, vyznačující se

   35 tím, že prostředek pro přímé použití je ve formě suspenze s obsahem pevných látek 10 až 30 % hmotnostních.
7. 7. Použití apretačního prostředku podle některého z předchozích nároků pro apretaci látky ze skelných vláken.