DE3003851A1

DE3003851A1 - Waessrige dispersionen von mit hilfe eines kationischen tensids dispergierten oxydierten mikrowachsen und deren verwendung als textilausruestungsmittel

Info

Publication number: DE3003851A1
Application number: DE19803003851
Authority: DE
Inventors: Bernard Dr Danner
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Clariant Finance BVI Ltd
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-02
Publication date: 1980-08-14
Also published as: FR2449112A1; KR830002008A; ZA80825B; BR8000851A; ES8101401A1; GB2043685B; HK31684A; IT1127348B; KR830001397B1; JPH0133588B2; CH648981GA3; GB2043685A; AR227387A1; DE3003851C2; JPS55110156A; FR2449112B1; IT8047860A0; US4329390A; ES488541A0

Description

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Wässrige Dispersionen von mit Hilfe eines kationischen Tensids dispergierten oxydierten Mikrowachsen und deren Verwendung als Textilausrüstungsmittel

Es wurde gefunden, dass wässrige Dispersionen oxydierter mikrokristalliner Wachse,die kationaktive Tenside als Dispergatoren enthalten, sich für das Ausrüsten von Textilmaterial eignen. Es können so ausgerüstete Textilmaterialien erhalten werden, die sich für die maschinelle Verarbeitung eignen. Die Erfindung betrifft also diese wässrigen Dispersionen und insbesondere die entsprechenden Mittel, die oxydiertes mikrokristallines Wachs und kationaktives Tensid enthalten, sowie deren Einsatz zur Ausrüstung von Textilmaterial und das ausgerüstete Textilmaterial.

Ein Gegenstand der Erfindung sind also wässrige dispergatorhaltige Dispersionen oxydierter Wachse, die dadurch gekennzeichnet sind, dass das oxydierte Wachs ein oxydiertes mikrokristallines Wachs ist und der Dispergator ein kationaktives Tensid ist.

Mikrokristalline Wachse (die in abgekürzter Form auch "Mikrowachse" genannt werden) können im allgemeinen aus Erdölfraktionen gewonnen werden, und zwar z.B. aus hochviskosen Fraktionen des Erdöls (Zylinderölen), aus den bei der Erdöldestillation anfallenden Rückständen sowie aus den bei der Gewinnung bzw.Lagerung der Erdöle anfallenden Tankbodenwachsen oder Röhrenwachsen; die Gewinnung daraus erfolgt meistens mit Hilfe von Lösungsmitteln (vgl. z.B. Albin H. Warth "The Chemistry and Technology of Waxes", 2. Edition, Reinhold Publishing Corporation, New York, Seiten 377 bis 393 oder Kirk Othmer "Encyclopedia of Chemical Technology", Second completely revised edition, Volume 15, Seiten 92 bis 97 und 99 bis 100). Die mikrokristallinen Wachse bestehen aus paraffinischen Kohlenwasserstof-

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fen und sind meistens durch einen relativ hohen Gehalt an verzweigten Alkanen und auch durch ihren mikrokristallinen Charakter gekennzeichnet (vgl. z.B. H. Bennet "Industrial Waxes",Chemical Publishing Company Inc., New York, Seiten 97 ff. sowie die beiden oben erwähnten Werke von Warth und Kirk Othmer). Die mikrokristallinen Wachse können z.B. mit Luftsauerstoff in Gegenwart eines Katalysators oder mit Ozon oxydiert werden; die Oxydation von Kohlenwasserstoffwachsen und insbesondere von Mikrowachsen ist im Stand der Technik reichlich beschrieben, z.B. auf den Seiten 528 und 529 des oben erwähnten Werkes von A. Warth oder auf den Seiten 100 und 102 des oben erwähnten Werkes von Kirk Othmer oder noch in zahlreicher Patentliteratur, wie z.B. in den USA-Patenten 2 808 422, 2 808 423, 2 776 308, 2 837 553, 2 779 779 und 2 794 040. Es können im Prinzip beliebige Mikrowachse oxydiert werden, wobei aber vorzugsweise diejenigen zur Oxydation eingesetzt werden, die aus den Tankbodenwachsen gewonnen werden. Die oxydierten mikrokristallinen Wachse können durch ihre Säurezahl, ihre Verseifungszahl, ihren Schmelzpunkt und ihre Härte (gemessen z.B. durch das Durchdringungsvermögen nach ASTM-D-1321) gekennzeichnet werden. Erfindungsgemäss können günstigerweise oxydierte mikrokristalline Wachse eingesetzt werden, die eine Säurezahl von 5 bis 65, vorzugsweise 8 bis 40, insbesondere 10 bis 30, eine Verseifungszahl von 15 bis 90, vorzugsweise 20 bis 80, insbesondere 20 bis 60, einen Schmelzpunkt von mindestens 80 ° C, vorzugsweise 80 bis 105 ° C, insbesondere 90 bis 98 ° C und ein Durchdringungsvermögen (ASTM-D-1321) von 1 bis 16, vorzugsweise 1 bis 8 aufweisen. Das Molekulargewicht kann in weiten Grenzen variieren, z.B. zwischen 300 und 3000, beträgt aber vorzugsweise Werte zwischen 500 und 700.

In den erfindungsgemässen Dispersionen können neben den oxydierten mikrokristallinen Wachsen auch nicht-oxydierte Paraffine vorhanden sein, vornehmlich solche, die nicht mikrokristallinen Charakter haben und bei Temperaturen von mindestens 30⁰C schmelzen, insbesondere sind hier kristalline Paraffinwachse gemeint, deren Schmelzpunkt zwischen 30 und 105 ⁰C, vorzugsweise zwischen 30 und 65 ° C liegt. Die kristallinen Wachse unterscheiden sich im wesentlichen von den mikrokristallinen dadurch, dass sie in Form von Plättchen oder Nadeln kristallisieren und meistens im wesentlichen aus η-Paraffinen bestehen. Gegebenenfalls können auch Paraffine

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vorzugsweise Isoparaffine (vorzugsweise neben denjenigen die einen Schmelzpunkt, von 30⁰C oder höher aufweisen) vorhanden sein, die unterhalb von 30⁰C schmelzen, insbesondere zwischen 0° und 30⁰C und zweckmässig einen Siedepunkt haben, der höher ist als der Schmelzpunkt des oxydierten Mikrowachses oder des Gemisches des oxydierten Mikrowachses mit den gegebenenfalls vorhandenen bei 30⁰C oder höher schmelzenden Paraffinen, vorteilhaft höher als 130⁰C, vorzugsweise höher als 150⁰C.

Wenn solche Paraffine neben den oxydierten Mikrowachsen in den erfindungsgemässen Dispersionen vorhanden sind, dann sind auch diese in dem wässrigen Mittel dispergiert.

Da die erfindungsgemässen Präparate sowohl in Form von Emulsion (OeI-in-Wasser, z.B. bei höheren Temperaturen) als auch in Form von Suspension (feste Teilchen in Wasser, z.B. bei niedrigeren Temperaturen) vorliegen können, wird in diesem Text allgemein der Begriff Dispersion verwendet, der beide Begriffe Emulsion und Suspension umfasst; entsprechend werden auch die Begriffe dispergieren und Dispergator verwendet, die auch die Begriffe emulgieren, suspendieren, Emulgator, Suspensionsmittel usw. umfassen.

Als erfindungsgemäss einzusetzende kationaktive Tenside können im allgemeinen übliche kationaktive Dispergatoren verwendet werden, wie sie z.B. zur Herstellung von Oel-in-Wasser Emulsionen üblich sind. Insbesondere kommen solche kationaktiven Tenside in Betracht, die im Molekül mindestens einen lipophilen aliphatischen Rest mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen im aliphatischen Rest und mindestens eine protonierbare, protonierte oder quaternierte Aminogruppe enthalten (d.h. mindestens eine Aminogruppe, die nicht amid- bzw. imidartig an eine oder zwei Acylgruppen gebunden ist). Diese erfindungsgemäss einzusetzenden kationaktiven Dispergatoren können neben dem lipophilen Rest und dem kationaktiven Stickstoff weitere Substituenten enthalten, wie z.B. Alkanolgruppen, Polyglykolätherketten, Amid- und/oder Estergruppen oder Reste von Polyolen.

Der aliphatische Rest im kationaktiven Dispergator kann sowohl ein Alkenyl-

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als auch ein Alkylrest sein; ist er O- oder N-gebunden, dann enthält er durchschnittlich vorteilhaft 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 22, insbesondere 16 bis 18 Kohlenstoffatome; ist er als Teil eines Acylrestes an eine CO-Gruppe gebunden, so enthält er im Durchschnitt vorteilhaft 7 bis 21, vorzugsweise 11 bis 21, insbesondere 15 bis 17 Kohlenstoffatome. Andere Alkylreste im Molekül können, z.B. 1 bis 22 Kohlenstoffatome enthalten, sind aber vorzugsweise niedriger-molekular und enthalten bevorzugt 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 2 Kohlenstoffatome. Alkylenbrückenglieder enthalten vorteilhaft 2 bis 6 Kohlenstoffatome, wobei insbesondere Aethylen, Propylen-1,2 und -1,3 sowie Tetra-, Penta- und Hexamethylen zu nennen sind, wenn die Alkylenbrücke sich zwischen zwei Stickstoffatomen befindet, wobei Aethylen, Propylen und Hexamethylen, insbesondere Aethylen und Propylen-1,3 bevorzugt sind, während, wenn die Alkylenbrücke sich zwischen zwei Sauerstoffatomen oder zwischen einem Sauerstoffatom und einem Stickstoffatom befindet, insbesondere solche mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen erwähnt werden können, wovon Propylen-1,2 und Aethylen bevorzugt sind, vor allem letzteres. Vorzugsweise enthält das kationaktive Tensid keine aromatischen Reste.

Es können insbesondere die folgenden kationaktiven Tenside genannt werden: a) Fettamine der Formel

R₁-N-H

R
R₂

worin R₁ C -Alkyl oder -Alkenyl
1 8—22

und R₂ Wasserstoff, C^^-Alkyl oder C₃_₂₂-Alkenyl

bedeuten und deren Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte.

b) Fettamine der Formel

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worin R- und R, unabhängig voneinander C^^-Alkyl oder C₃_₂₂~Alkenyl bedeuten.

c) Polyamine der Formel

R₁ ΌϊΗ-Alkylen. }—NH₀ (III) , 1 ImZ

worin Alkylen -CH-CH- oder -CH--CH -CH₂~ und m 1 bis 4

bedeuten, wobei, wenn m φ 1, die Alkylen -Gruppen untereinander gleich oder verschieden sein können, und deren Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte und/oder deren Acylierungsprodukte die maximal m Acylreste enthalten, wobei die Acylreste Alkylcarbcnyl- und/oder Alkenylcarbonylreste sind, die in den Alkylresten 1 bis 21 Kohlenstoffatome und in den Alkenylresten 2 bis 21 Kohlenstoffatome enthalten.

d) Acylierungsprodukte von Polyaminen der Formel

H,N-(Alkylen -NH3—H (IV),

worin η 1 bis 5

bedeutet und, wenn η φ 1, die η Alkylen--Gruppen untereinander gleich oder verschieden sein können, wobei die Acylierungsprodukte höchstens η Acylreste enthalten, die Acylreste Alkylcarbonyl- und/oder Alkenylcarbonylgruppen sind, worin Alkyl 1 bis 21 und Alkenyl 2 bis 21 Kohlenstoff atome enthält, aber mindestens ein Acylrest ein solcher mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen im carbonylgebundenen Alkyl- oder Alkenylrest ist, und deren Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte .

e) Verbindungen der Formel

R₅-CO-NH-(CH₂)₆-NH₂ (V),

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worin R C -Alkyl oder -Alkenyl

bedeutet, und deren Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/oder Oxypropy— lierungsprodukte.

f) Acylierungsprodukte von Aethanolaminen der Formel

HO-CH₂-CH₂-N^ ⁶ _{(VI) }}

^R7

worin R, und R_, unabhängig voneinander C, ,-Alkyl oder HO-CH₀-CH₀-D 7 1-4 / ^

bedeuten, wobei mindestens ein Acylrest R-CO- ist und gegebenenfalls weitere vorhandene Acylreste wie unter c) definiert sind und, wenn das Acylierungsprodukt eine oder zwei OH-Gruppen enthält, diese alkyliert, oxäthyliert und/oder oxypropyliert sein können.

g) Monoacylierungsprodukte von Diethanolamin, worin Acyl R-CO- ist₅ d.h. Gemische von Estern und Amiden, deren Hauptbestandteile den Formeln

₂ OH
R-CO-N

CHCHOH (VII)

ΤΤΛ..ΡΠ A^f¹T-J „ .XTTT,,. OTT »ef^TJ ^O—/^O— 1? ^TTT Tl* \

DXJ \.*il \jLi !ίΠ. Viii OCl \J \s\J SS. \ VJ_J_J_ 1

entsprechen und Acylierungsprodukte von N-Aminoäthyl-N-äthanolamin mit ein bis zwei Acylresten R-CO-, d.
den folgenden Formeln entsprechen

ein bis zwei Acylresten R-CO-, d.h. Gemische, deren Hauptbestandteile

R₅-CO-NH-CH-CH-NH-CH-CH₂-Oh (IX),

R-CO-NH-CH₀-CH-N-CH-CH-Oh

-CH₂-Nh-CH₂-CH₂-O-CO-R₅ (XI),

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wobei bei den monoacylierten der Hauptbestandteil der Formel (IX) entspricht, bei diacylierten den Formeln (X) und (XI) entspricht und, wenn der Acylierungsgrad zwischen 1 und 2 liegt, alle drei Formeln (IX), (X) und (XI) im Gemisch vorkommen, sowie deren Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte.

h) Imidazoline der Formel

(XII),

worin R₀ -CH₀CH₀OH, -CH₀CH₀NH₀ oder -CH₀CH₀CH₀-NH₀ bedeutet, und deren Acylierungs-, Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/ oder Oxypropylierungsprodukte, wobei Acyl wie unter c) definiert ist.

i) Umsetzungsprodukte von Verbindungen der Formel

R^O-Alkylen^—0-CH₂-CHOH-CH₂-Cl (XIII) ,

worin Alkylen» Aethylen oder Propylen-1,2 und ρ 0 bis 20

bedeuten, mit Aminen der Formeln (I), (III), (IV) oder

(XIV),

worin R , R und R unabhängig voneinander Wasserstoff oder

bedeuten.

j) Verbindungen der Formel

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-^R13
R -CH-CHOH-CH-N'

² >R₁₄ (XV), worin R einen Rest der Formel R-CO-O-, R -CO-NH-CH CH -Ο-, R-O

X^ j 3 Z. £- J.

oder R-NH-,
R Wasserstoff, Methyl oder Aethyl

und R C -Alkyl oder -Alkenyl oder einen Rest der Formel 14 ο—λλ

-CH₂CH₂CH₂-NH-R₁ oder -CH₂CH₂OH.

Die oben erwähnten Oxäthylierungs- bzw. Oxypropylierungsprodukte enthalten vorteilhaft 1-20 Alkylenoxyeinheiten (d.h. -CH₂CH₂O- und/oder -CH₂CH-O-)

pro Stickstoffatom, höchstens aber 100 Alkylenoxyeinheiten pro CH_ Molekül; vorzugsweise enthält das Molekül 1 bis 15 Alkylenoxyeinheiten pro kationaktiven Stickstoff. Sind in einem oxalkylierten Molekül mehr als ein Alkylenoxy vorhanden, so sind vorteilhaft mindestens 50 Mol-% der Alkylenoxyeinheiten -0-CH-CH-; vorzugsweise bestehen die Alkylenoxyeinheiten ausschliesslich aus -0-CH₂-CH₂-Gruppen. Die durch Alkylierung eingeführten Reste können C -Alkyl und/oder Benzyl sein, wovon Aethyl und vor allem Methyl bevorzugt sind.

Die in den obigen Produkten a) bis j) vorkommenden höheren Alkylreste (mit '8 bis 22 Kohlenstoffatomen) in R₁ und R sind vorzugsweise solche mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere solche mit durchschnittlich 16 bis 18 Kohlenstoffatomen; als Alkenylreste R und R sind solche, die nur eine Doppelbindung enthalten, bevorzugt, vorteilhaft C -Alkenyl, insbe-

16— ίλ

sondere Oleyl. Von den Alkylresten in den höheren Alkylcarbonylgruppen, welche 7 bis 21 Kohlenstoffatome im Alkylrest enthalten, sind solche bevorzugt, die im Alkylrest 11 bis 21 und insbesondere durchschnittlich 15 bis 17 Kohlenstoffatome enthalten; von den höheren Acylresten, die einen Alkenylrest mit 7 bis 21 Kohlenstoffatomen enthalten, ist insbesondere der Acylrest der Oelsäure bevorzugt. Günstigerweise können, insbesondere in bezug auf die höheren Fettreste, auch technische Gemische von Tensiden eingesetzt werden, bzw. Produkte, die aus technischen Gemischen von Fett-

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säuren z.B. nach folgendem Schema ableitbar sind:

R-COOH Chlorierung R-CO-Cl + NH.

R-CO-NH,

ix

+ NH

-H₂O

R-CN

R-CO-

gegebenenfalls weitere Umsetzung von R und/ oder R

ev. Alkylierung/ Oxalkylierung etc....,

wobei R-COOH eine Fettsäure oder insbesondere ein Fettsäuregemisch darstellt. Vorteilhaft werden Fettsäuregemische eingesetzt , die einige oder mehrere der folgenden Säuren enthalten: Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Arachinsäure, Palmitoleinsäure und Oelsäure; bevorzugt sind Gemische, die durchschnittlich 16 bis 18 Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten. Von den niedrigeren Alkylresten sind diejenigen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Aethyl und vor allem Methyl bevorzugt; von den niedrigeren Alkenylresten in R_, R„ und R, ist der Allyirest bevorzugt. Unter den niedrigeren Acylresten, die einen niedrigen Alkenylrest enthalten, können insbesondere die Reste der Acrylsäure und der Methacrylsäure erwähnt werden; allgemein sind aber zwischen den niedrigeren Alkyl- und Alkenylresten die Alkylreste bevorzugt.

Die oben erwähnten Tenside können in Form der freien Basen oder vorzugsweise in protonierter Form, (vorteilhaft in Gegenwart einer Säure mit einem Schmelzpunkt, der nicht höher als derjenige des oxydierten mikrokristallinen Wachses ist, z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure oder Phosphorsäure) oder noch in quaternierter Form eingesetzt werden, wobei als Quaternierungsmittel im allgemeinen solche in Betracht kommen, die einen niedrigen Al-

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kylrest (insbesondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Aethyl oder vor allem Methyl) oder einen Benzylrest zur Quaternierung abgeben können, insbesondere Diäthylsulfat, Dimethylsulfat, Methylchlorid oder -bromid und Benzylbromid oder -chlorid, wovon insbesondere Dimethylsulfat bevorzugt ist.

Gegebenenfalls können zusätzlich zu den kationaktiven Tensiden nicht-ionogene Tenside eingesetzt werden. Auch die gegebenenfalls einzusetzenden nicht—ionogenen Tenside können im allgemeinen übliche nicht-ionogene Dis— pergatoren sein, wie sie z.B. zur Herstellung von Oel-in-Wasser Emulsionen üblich sind. Vornehmlich kommen als nicht-ionogene Tenside hier Oxalkylierungsprodukte, insbesondere Oxäthylierungs- und Oxypropylierungsprodukte von höheren Fettalkoholen, höheren Fettsäuren, höheren Fettsäureamiden und alkylsubstituierten Phenolen in Betracht, wobei als höhere Alkohole insbesondere Alkanole mit 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatomen im Alkylrest bevorzugt sind, die höheren Fettsäuren und Fettsäureamide vorteilhaft 8 bis 22, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome enthalten und in den alkylsubstituierten Phenolen die Alkylreste vorzugsweise 4 bis 18, insbesondere 4 bis 9 Kohlenstoffatome enthalten und das Phenol einen oder zwei solcher Alkylreste enthalten kann; die Polyglykolatherreste können aus Aethylenoxy- und/oder Propylenoxyeinheiten bestehen, enthalten aber vorzugsweise mindestens 50 Mol-% Aethylenoxyeinheiten, wobei insbesondere solche nicht-ionogenen Tenside bevorzugt sind, worin die Polyglykolatherreste ausschliesslich aus Aethylenoxyeinheiten bestehen; vorteilhaft sind im Molekül 2 bis 20, vorzugsweise 4 bis 15 Alkylenoxyeinheiten enthalten. Ferner können noch die Sorbitol- oder Glycerinester aliphatischer Carbonsäuren genannt werden. Des weiteren können unter den nicht-ionogenen Tensiden auch noch die sogenannten Tetronics erwähnt werden, welche wegen ihrer hohen Glykolätherkettenlange praktisch als nicht-ionogene Tenside gelten können.

Unter den erwähnten nicht-ionogenen Tensiden sind diejenigen bevorzugt, die von Alkoholen abstammen oder die Polyglykolester aliphatischer Säuren sind. Solche nicht-ionogenen Tenside betragen vorteilhaft nicht mehr als 30 Gew.-

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% der kationischen Tenside.

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Wie oben erwähnt, können neben den oxydierten mikrokristallinen Wachsen auch nicht-oxydierte, vorzugsweise nicht-mikrokristalline Paraffine, vornehmlich kristalline Paraffinwachse vorhanden sein, wobei letztere vorteilhaft nicht mehr als 250, vorzugsweise nicht mehr als 150 Gew.-%, insbesondere nicht mehr als 100 Gew.-%, z.B. 10 bis 100 Gew.-% der oxydierten mikrokristallienen Wachse betragen. Die Dispergatoren, insbesondere die oben erwähnten kationaktiven Tenside, werden zweckmässig in solchen Mengen eingesetzt, wie sie ausreichen, um die eingesetzten Wachse (oxydierte mikrokristalline Wachse + gegebenenfalls Paraffine) in Wasser zu dispergieren, und zwar so, dass eine möglichst konzentrierte stabile Dispersion entsteht. Vorteilhaft beträgt die Menge Dispergator (kationaktives + gegebenenfalls nicht-ionogenes Tensid) 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-% des eingesetzten Wachses. Der Trockengehalt der Dispersion kann je nach eingesetzten Wachsen (dieser Begriff umfasst sowohl die oxydierten mikrokristallinen Wachse als auch die weiteren Paraffine inklusive solche Paraffine, die unterhalb 30⁰C schmelzen) und eingesetzten Tensiden variieren, beträgt aber vorzugsweise Werte bis zu 50 Gew.-% der gesamten wässrigen Dispersion, z.B. 10 bis 50 % bei konzentrierten Präparaten.

Die wässrigen Dispersionen können auf an und für sich bekannte Weise hergestellt werden, vorteilhaft durch Schmelzen der Bestandteile und Giessen der Schmelze in entsprechend heisses Wasser unter gleichzeitigem und/oder anschliessendem starkem Rühren und/oder Schütteln. Werden Wachse eingesetzt, die oberhalb 105 ° C schmelzen, so ist es empfehlenswert, in einer geschlossenen Apparatur unter Druck zu verfahren; am einfachsten wird aber ohne Druck gearbeitet, so dass Wachse mit einem Schmelzpunkt von bis zu 105 ° C, vorzugsweise bis 98 ° C, nach dem Schmelzen zusammen mit den Tensiden in heisses Wasser, das eine Temperatur hat, die sich möglichst venig von derjenigen der Schmelze unterscheidet, giessen kann; nach genügendem Rühren oder Schütteln des wässrigen Gemisches bis zur gewünschten Verteilung kann dann die Dispersion abgekühlt werden und ist sodann gebrauchsfertig. Was die Herstellung, das Aussehen und die Stabilität von Dispersionen, insbesondere von Emulsionen anbetrifft, sei auf das Werk von Milton J. Rosen "Surfactants and Interfacial Phenomena"■(edited by John

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Wiley & Sons, 1978) hingewiesen, und zwar insbesondere auf Kapitel 8 davon. In den erfindungsgemässen Dispersionen beträgt die Teilchengrösse der dispergierten Teilchen z.B. bis zu 10 .um," meistens 0,01 bis 2 ,um, insbesondere 0,05 bis 1 .um.

Gegebenenfalls kann die Dispersion weitere übliche Zusätze enthalten, wie z.B. Entschäumer, Netzmittel, Schutzkolloide und/oder Fungicide.

Die erfindungsgemässen Dispersionen dienen vor allem zum Ausrüsten von Textilmaterial und ein besonderer weiterer Gegenstand der Erfindung sind die entsprechenden wässrigen Textilausrüstungsmittel, die durch einen Gehalt an dispergiertem oxydierten Mikrowachs und an kationaktivem Dispergator gekennzeichnet sind und wie die oben beschriebenen Dispersionen definiert und bevorzugt sind. Die oxydierten Mikrowachse sind so definiert und so bevorzugt, wie oben beschrieben; auch die kationaktiven Tenside sind so definiert und so bevorzugt, wie oben beschrieben. Neben dem oxydierten Mikrowachs kann das Ausrüstungsmittel gegebenenfalls auch noch ein nicht-oxydiertes, vorzugsweise nicht-mikrokristallines Wachs enthalten, das ebenfalls so definiert und so bevorzugt ist, wie oben beschrieben. Auch neben den kationaktiven Tensiden können nicht-ionogene Tenside gegebenenfalls vorhanden sein, wobei letztere so definiert und so bevorzugt sind, wie oben beschrieben. Auch die Mengenverhältnisse zwischen oxydiertem und nicht-oxydiertem Wachs, zwischen kationaktivem und nicht-ionogenem Tensid sowie zwischen Wachsen und Tensiden sind so definiert und so bevorzugt, wie oben beschrieben; auch der Trockengehalt der Dispersion ist so definiert und so bevorzugt, wie oben beschrieben.

Die erfindungsgemässen Ausrüstungsmittel dienen zum Ausrüsten von Textilmaterial zum Zwecke der Verbesserung der maschinellen Verarbeitbarkeit desselben, insbesondere der maschinellen Trockenverarbeitung und vor allem der Vernähbarkeit. Vor allem beim Nähen von Textilmaterial mit schneilaufenden Nähmaschinen (z.B. bei 2000 bis 6000 Stichen/Minute) werden je nach Art und Beschaffenheit des Substrates sowie der verwendeten Nähnadel und auch je nach Nähgeschwindigkeit mehr oder weniger zahlreiche

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Beschädigungen des Substrates durch die Nadel, vor allem Fadendurchschnitte, beobachtet. Die Beschädigungen des Substrates können z.B. empirisch durch das Zählen der Fadendurchbrüche ermittelt werden oder besser durch Messen der Einstichkraft (welche den Widerstand des Substrates ausdrückt) bewertet werden. Durch das Ausrüsten des Substrates mit den erfindungsgemässen Ausrüstungsmitteln kann die Einstichkraft der Nähnadel, d.h. der Widerstand des Substrates, bedeutend verringert werden, was auch eine wesentliche Verringerung der Substratsbeschädigungen durch das Nähen bedeutet.

Für die Ausrüstung mit den erfindungsgemässen Ausrüstungsmitteln eignen sich beliebige Substrate, wie sie in der Textilindustrie vorkommen, und zwar sowohl natürliche als auch synthetische und halbsynthetische Materialien und deren Gemische, insbesondere natürliche oder regenerierte Cellulose, natürliches oder synthetisches Polyamid, Polyester, Polyurethan und Polyacrylnitril-haltiges Material sowie Gemische daraus. Das Material kann in einer beliebigen Bearbeitungsform vorliegen, z.B. als lose Fasern, Filamente, Fäden, Garnstränge und -spulen, Gewebe, Gewirke, Vliese, Vliesstoffe, Filze, Teppiche, Samt, Tufting-Ware oder auch Halbfertigware und ferner auch Kunstleder. Vorzugsweise werden Textilbahnen ausgerüstet.

Die Ausrüstung erfolgt vorteilhaft aus wässrigem, vorzugsweise sauren Medium, günstigerweise bei pH-Werten zwischen 3,5 und 6, bevorzugt zwischen 4 und 5,5 (eingestellt z.B. durch Zugabe einer in der Färbereitechnik üblichen Säure, wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Citronensäure oder Weinsäure) und in einem Temperaturbereich, der allgemein mit den eingesetzten Substraten und Chemikalien verträglich ist, vorteilhaft zwischen Raumtemperatur (18 ° C) und 60 ° C, vorzugsweise zwischen 40 und 50⁰C nach Auszieh- oder Imprägnierverfahren. Als Imprägnierverfahren eignen sich beliebige übliche Verfahren, z.B. Tauch-, Klotz-, Schaum- oder Aufsprühverfahren, insbesondere auch Continueverfahren, je nach Substrat und verwendeter Apparatur. Die erfindungsgemässen Ausrüstungsmittel

zeichnen sich besonders durch die Substanti-

vität aus und sind ausser für Imprägnierverfahren auch für Ausziehverfahren gut geeignet; als Ausziehverfahren eignen sich hier beliebige Verfahren sowohl aus langer als auch aus kurzer Flotte, insbesondere bei einem

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Flottenverhältnis von 100:1 bis 0,5:1, insbesondere zwischen 60:1 und 2:1, wobei unter den Kurzflottenverfahren insbesondere die Verfahren in der Haspelkufe und in der Düsenfärbeapparatur (Dye-Jet-Machine) zu erwähnen sind. Nebenbei kann auch noch das Säureschockverfahren erwähnt werden. Vorteilhaft wird das behandelte Substrat ohne nachträgliches Spülen direkt getrocknet, es ist aber auch möglich, imprägnierte Ware vor dem Trocknen einmal zu spülen; man kann das behandelte Material an der freien Luft trocknen lassen oder günstiger durch Erwärmen trocknen, wobei es besonders günstig ist, oberhalb des Erweichungspunktes, insbesondere oberhalb des Schmelzpunktes der eingesetzten Wachse bzw. Wachsgemische zu trocknen, vorteilhaft zwischen 80 und 150 ⁰C. Die Konzentration der Wachse (oxydiertes Mikrowachs + gegebenenfalls vorhandenes weiteres nicht-oxydiertes paraffinisches Wachs) bezogen auf das Substrat kann je nach Art und Beschaffenheit des Substrates und gewünschtem Effekt in weiten Grenzen variieren und beträgt vorteilhaft Werte zwischen 0,02 und 1,5 %, vorzugsweise 0,1 bis 0,8 %, bezogen auf das Trockengewicht des Substrates.

Die Ausrüstung mit den erfindungsgemässen Ausrüstungsmitteln erfolgt vorteilhaft als letzte Ausrüstungsstufe des Materials vor der maschinellen Weiterverarbeitung, vorzugsweise im Anschluss an ein optisches Aufhellverfahren und/oder Färbeverfahren, gegebenenfalls nach einer zusätzlichen Behandlung des Fasermaterials (z.B. eine Kunstharzappretur oder eine weichmachende und/oder antistatische Ausrüstung).Gegebenenfalls kann eine aus wässrigem Medium durchzuführende Ausrüstung gleichzeitig mit der erfindungsgemässen Ausrüstung stattfinden, so z.B. eine weichmachende und/ oder eine antistatische Ausrüstung, insbesondere wenn solche Ausrüstungsmittel kationaktive Tenside sind, wie oben angeführt oder auch eine Kunztharzappretur - unter Verwendung üblicher Kunstharze, Vorkondensate und/oder Monomere und nötigenfalls Katalysatoren. Apparaturmässig ist es günstig, wenn die erfindungsgemässe Ausrüstung in einer gleichartigen Apparatur durchgeführt werden kann wie das Aufhellverfahren bzw. Färbeverfahren und/ oder eventuell die weitere Ausrüstung; so kann z.B. ein Textilmaterial nach dem Auszieverfahren gefärbt werden und in das letzte Spülwasser wird das erfindungsgemässe Ausrüstungsmittel gegeben oder es wird nach einem Klotzverfahren gefärbt bzw. ausgerüstet und in einem weiteren Arbeitsgang wird nach dem Klotzverfahren mit dem erfindungsgemässen Ausrüstungsmittel ausgerüstet; bei Druckfärbungen kann beliebig nach Imprägnierverfahren oder nach

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Auszieverfahren ausgerüstet werden, je nach Verträglichkeit der Druckfärbung mit dem entsprechenden Ausrüstungsverfahren.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren werden maschinelle Schäden und insbesondere Nähschäden bei der Konfektionierung des Textilmaterials bedeutend herabgesetzt, so dass auch sehr feine und sehr dichte Textilwaren und auch Textilwaren mit einem hohen Syntheseanteil gut mit schneilaufenden Industrienähmaschinen vernäht werden können, wobei auch die Drehzahl der Industrienähmaschinen bedeutend erhöht werden kann, da durch die erfindungsgemässe Ausrüstung eine verbesserte Vernähbarkeit erreicht wird, was sich in einer verringerten Einstichkraft (d.h. einem verringerten Nähwiderstand des Substrates) ausdrückt, so dass u.a. auch die Temperatur der Nähnadel beim Nähen weniger ansteigt. Zusätzlich weisen die erfindungsgemäss ausgerüsteten Materialien einen verbesserten Weichgriff auf.

In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

Herstellung der Wachsdispersion

150 Teile Wachs, 45 Teile Tensid und w Teile Essigsäure werden unter Rühren zusammengeschmolzen und unter Rühren in 500 Teile kochendes Wasser gegossen; die so erhaltene feine Emulsion wird abkühlen gelassen und die abgekühlte milchige dünnflüssige Dispersion wird sodann ausgeladen.

Applikationsmethoden

- Ausziehverfahren

Das auszurüstende Substrat wird bei 4O⁰C und Flottenverhältnis 40:1 in eine wässrige Flotte gegeben, die, bezogen auf das Substrat, 0, 2,4 oder 3 % des wie oben beschrieben hergestellten Ausrüstungsmittels (Wachsdispersion) enthält, nach 20 Minuten bei 40⁰C unter ständigem Bewegen des Substrates wird dieses aus der Flotte genommen und 90 Sekunden bei 140 ° C ohne Spannen getrocknet. Abwechslungsweise kann die Wachsdispersion erst zugegeben werden, wenn das Substrat sich bereits in der wässrigen Flotte befindet.

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In der weiter unten folgenden Tabelle sind die Ausziehverfahren bei den verschiedenen Ausrüstungsmittelkonzentrationen wie folgt gekennzeichnet: Az = 0 % (Blindprobe)
AzI = 2,4 %
Az2. = 3 %

- Klotzverfahren

Das Substrat wird bei Raumtemperatur bis zu einer 75 %-igen Trockengewichtszunahme mit einer wässrigen Flotte foulardiert, die 0, 20, 30, 40 oder 50 g/l der wie·oben beschrieben hergestellten Wachsdispersion enthält. Anschliessend wird das foulardierte Material 90 Sekunden bei 140 ⁰C getrocknet.

In der weiter unten folgenden Tabelle sind die Klotzverfahren bei den jeweiligen Konzentrationen der Wachsdispersion wie folgt gekennzeichnet:

K =0 g/l (Blindprobe)
K₁ = 20 g/l

K₂ . =30 g/l
K₃ = 40 g/l
K_A = 50 g/l.

Die in den Beispielen eingesetzten Wachse und Tenside sind wie folgt:

Oxydierte Mikrowachse (Hersteller: Bareco Ltd. Oklahoma, USA)

	S chme1ζρ unkt (° C)	Säurezahl	Verseifungszahl	Härte (ASTM-D-1321)
a	96	12,5	35	3
ß	82	26	55	8
ir	98	13	30	2

Als 6 wird in der weiter unten stehenden Tabelle ein Paraffinwachs bezeichnet, das einen Schmelzpunkt von 56 bis 58 ° C hat und dessen Gewichtsver-

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hältnis zur gesamten Wachsmenge (oxydiertes Mikrowachs + Paraffin) in Klammern angegeben ist.

Tenside der Formeln

eCH,-CH,-Oh-H r«-N-CH _ch -CH -"' zzK

^-(CH-CH-O)-H R"-N zzu

^CH-CH-OH C H -CO-N ^Z

^{17 35} ^-CH-CH-OH

worin R¹ ein Gemisch aus 0,1% C₁₂H₂₅-0,9% C₁₄H₂₉-

(D)

C H -CO-NH-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-Oh (E)

N-CH₂ (F)

CHCHOH

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	28,0	7 C H —■	% C₁₂H₂₅-
	28,0	•7 ' r· u _	% C₁₄H₂₉-
	43,0	*7 Γ" U — ΙΟ 5ζ	e/ Γ» TJ — ι Aq
ist			% C ^H ^—
und	R" ein Gemisch aus	P^ P TJ —
	3,0	W ρ TJ
	3,0
	6,0
	4,0
	9,0
	75,0

Die Summe der Indices j, 1 und k in der Formel (A) ist in 5 verschiedenen Produkten wie folgt:

j + 1 + k = 0 (A₁)

j + 1 + k = 7 (A₂)

j + 1 + k = 12 (A₃)

j + 1 + k = 21 (A₄)

j + 1 + k = 33 (A₅)

und in der Formel (B) ist u + ν =

Nähtest

Zur Prüfung der Nähbarkeit werden zwei Stücke eines gleichen Textilmate- rials im selben Bad oder mit derselben Klotzflotte ausgerüstet und einzeln und ohne Spannung getrocknet. Nach 24 Stunden im Normklima (65 % relative Luftfeuchtigkeit und 20 ° C) werden beide ausgerüsteten Stücke mit einer Pfaff-Steppstich—Nähmaschine Typ 483 bei einer Nähgeschwindigkeit von 4700 Stichen/Minute testweise zusammengenäht (d.h. ohne Nähfaden). Die Einstichkraft der Nähnadel wird durch eine sich unter dem Textilmaterial

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und unter der Einstichstelle befindenden Dehnungsmessstreifenbrücke aufgenommen und durch einen daran angeschlossenen UV-Schreiber registriert; die Einstichkraft wird erst abgelesen, wenn nach einer Anlaufzeit die Tourenzahl der Nähmaschine (4700 Touren/Minute) annähernd konstant geworden ist. Der 0-Wert des UV-Schreibers wird beim Laufen der Maschine bei gleicher Tourenzahl, aber ohne Gewebe geeicht. Der Durchschnittswert der Einstichkraft wird auf zehn Nähten von je 100 Stichen ermittelt. Der in der folgenden Tabelle angegebene Wert in g/Stich ist der so ermittelte Durchschnittswert. Die verwendeten Nähnadeln sind SUK-(mittlere Kugelspitze) und SES-(kleine Kugelspitze) Nadeln der Firma F. Schmetz GmbH (Spezialfabrik für Nähmaschinennadeln, 5120 Herzogenrath, Deutschland) (siehe Taschenbuch der Nähtechnik F. Schmetz, 1975).

Bsp.Nr.	Wachs	Tensid	W	Applika tions- verfahren	Substrat	Nadel	Einstich kraft in g/Stich
1	α	^Al	15	^K3	Baumwoll- tricot (Inter lock)	SUK 90	640
Ibis	-	-	-	K	do.	SUK 90	1020
2	ß	^Al	15	^Kl	do.	SUK 70	90
2bis			—	K	do.	SUK 70	550
3	T	^Ai	1.5	Az 2	do.	SUK 70	115
3a	T	^A2	0,75	Az 2	do.	SUK 70	90
3b	T	^A3	0,4	Az 2	do.	SUK 70	86
3c	τ	^A4	0	Az 2	do.	SUK 70	80
3d	r	^A5	0	Az 2	do.	SUK 70	100
3e	2Γ	B	0,1	Az 2	do.	SUK 70	105
3f	2T-	A +E in glei	4,5	Az 2	do.	SUK 70	160
		chen Teilen

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	Wachs	Tensid	W	Applika	K	K	K	Substrat	Nadel	Einstich
Bsp.Nr.		-		tions-	K₀	K„				kraft in
	2Γ	A +C+D in glei	0,5	verfahren	2	2	^K4	Baumwoll-	SUK 70	g/Stich
3g		chen Teilen		Az 2			K	tricot		78
								(Inter
						lock)
		F	5			do.	SUK 70
3h	—	—_	—	Az2	do.	SUK 70	150
3bis	α	Α,+C+D in glei	0,5	Az	do.	SUK 70	620
4		chen Teilen		Az 2			60
	α +6	do.	0,5		do.	SUK 70
4a	(50%)			Az2			60
	α +δ	do.	0,5		do.	sinoo
4b	(60%)			Az2			75
	a + 6	do.	0,5		do.	SUK 70
4c	(70%)			Az2			85
	—	-	—		do.	SUK 70
4bis		A,+C+D in glei	0,5	Az	do.	SUK 70	680
5		chen Teilen		K-			85
				2	do.	SUK 70
5b is		A4+C+D in glei	0,5	Baumwoll-	SES 70	670
6		chen Teilen		tricot mit		130
				Kuns tharz-
				appretur
		—	—	do.	SES 70
6bis		A4+C+D in glei	0,5	Baumwoll/	SES 90	310
7		chen Teilen		Polyester		220
				Mischgewe
				be mit
				Kunstharz
				appretur
	—	—	-	do.	SES 90
7bis		Α,+C+D in glei-				360
		4 . ° chen Teilen	0,5	iollgewebe	SES 80
8				do.	SES 80	33
8bis				90

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Bsp.Nr.	Wachs	Tensid	W	Applika tions- verfahren	Substrat	Nadel	Einstich kraft in g/Stich
9	r	Α,+C+D in gleichen Teilen	0,5	^K4	Polyester, Crimplene, Double Jersey (bei 200⁰C, 30 Sek. nachfixiert)	SES 80	165
9bis	-	-	-	K	do.	SES 80	520
10	T	Α,+C+D in gleichen Teilen	0,5	^K4	Polyamid 66, Nyltest- Ke 11 eng ewi rk (bei 200⁰C, 30 Sek. nachfixiert)	SES 80	50
lObis	-	- -	-	K	do.	SES 80	180
11	T	Α,+C+D in gleichen Teilen	0,5	^K4	Polyacryl nitril, Orion, Single Jer sey	SES 80	22
llbis	-	-	-	K	do.	SES 80	60
12	T + ⁶ (50%)	B+C+D im Ge wichtsverhält nis 1,3/1/1	1,6	AzI	Baumwoll- tricot (Interlock)	SUK 70	90
12bis	-	-	-	Az	do.	SUK 70	730
13	3" + 6 (50%)	B+C+D im Ge wichtsverhält nis 1,3/1/1	1,6	^K2	do.	SUK 70	90
13bis	-	-	-	K	do.	SUK 70	710

Gibt man bei der Herstellung der Wachsdispersionen 28 Teile Isoparaffin mit Siedbereich 210 - 250° C und Flammpunkt 78° C zu, dann werden in den obigen Beispielen praktisch unveränderte Resultate erhalten. Die Teilchengrösse der in den Beispielen 1 bis 13 verwendeten Dispersionen (mit oder ohne Isoparaffinzusatz) liegt im Bereich von 0,1 bis 1 pm.

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Claims

Patentansprüche

1. Wässrige dispergatorhaltige Dispersionen von oxydiertem Wachs, dadurch gekennzeichnet, dass das oxydierte Wachs ein oxydiertes mikrokristallines Wachs ist und der Dispergator ein kationaktives Tensid ist.

2. Wässrige Dispersion gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es neben dem oxydierten mikrokristallinen Wachs einen nicht-oxydierten Kohlenwasserstoff mit Schmelzpunkt ^-30⁰C und gegebenenfalls ein Paraffin mit Schmelzpunkt < 30 ° C enthält.

3. Wässrige Dispersion gemäss Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein nicht-ionogenes Tensid enthält.

4. Verwendung von wässrigen Dispersionen nach Ansprüchen 1 bis 3 zum Ausrüsten von natürlichem, halbsynthetischem oder vollsynthetischem Textilmaterial.

5. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass man nach Auszieh- oder Imprägnierverfahren aus wässriger Flotte mit anschliessendem Trocknen das Textilmaterial ausrüstet.

6. Verwendung nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ausrüstungsmittel in solchen Mengen einsetzt, die einer Konzentration von 0,02 % bis 1,5 %, vorzugsweise 0,1 % bis 0,8 % Wachs (= oxydiertes Mikrowachs + gegebenenfalls nicht-oxydiertes Paraffin gemäss

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Anspruch 2), bezogen auf das Textilsubstrat, entsprechen.

7. Verfahren zum Ausrüsten von Textilmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man es mit wässrigen Dispersionen gemäss Ansprüchen 1 bis 3 behandelt.

8. Wässriges Textilausrüstungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass es eine wässrige Dispersion gemäss Anspruch 1, 2 oder 3 ist.

9. Das gemäss Ansprüchen 4 bis 7 ausgerüstete Textilmaterial.

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