DE3003851C2

DE3003851C2 -

Info

Publication number: DE3003851C2
Application number: DE3003851A
Authority: DE
Inventors: Bernard Dr. Riedisheim Fr Danner
Original assignee: Sandoz Patent GmbH
Current assignee: Clariant Finance BVI Ltd
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-02
Publication date: 1992-07-02
Also published as: FR2449112B1; FR2449112A1; KR830001397B1; GB2043685B; ZA80825B; HK31684A; JPH0133588B2; BR8000851A; AR227387A1; JPS55110156A; KR830002008A; IT1127348B; US4329390A; CH648981GA3; IT8047860A0; GB2043685A; ES488541A0; ES8101401A1; DE3003851A1

Description

Aus der GB-PS 10 55 344 sind Textilgleitmittel bekannt, welche bestimmte oxydierte Fischer-Tropsch-Wachse in wäßriger Suspension, zusammen mit bestimmten Ammoniumverbindungen als Emulgatoren, enthalten.

Es wurde nun gefunden, daß wäßrige Dispersionen oxydierter mikrokristalliner Wachse wie unten definiert, 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 gut eignen. Die Erfindung betrifft also diese wäßrigen Dispersionen und insbesondere die entsprechenden Mittel, die oxydiertes mikrokristallines Wachs, wie unten definiert, 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 mit einem Schmelzpunkt von mindestens 80°C und einem Durchdringungsvermögen nach ASTM-D-1321 von 1 bis 16 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 Kohlenwasserstoffen 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 28 08 422, 28 08 423, 27 76 308, 28 37 553, 27 79 779 und 27 94 040. 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-3121) 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 vorzugsweise 80 bis 105°C, insbesondere 90 bis 98°C und ein Durchdringungsvermögen (ASTM-D-1321) von 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 30°C schmelzen, insbesondere sind hier kristalline Paraffinwachse gemeint, deren Schmelzpunkt zwischen 30 und 105°C, 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 n-Paraffinen bestehen. Gegebenenfalls können auch Paraffine vorzugsweise Isoparaffine (vorzugsweise neben denjenigen die einen Schmelzpunkt von 30°C oder höher aufweisen) vorhanden sein, die unterhalb von 30°C schmelzen, insbesondere zwischen 0° und 30°C und zwecksmäßig einen Siedepunkt haben, der höher ist als der Schmelzpunkt des oxydierten Mikrowachses oder des Gemisches des oxydierten Mikrowachses mit den gegebenenfalls vorhandenen bei 30°C oder höher schmelzenden Paraffinen, vorteilhaft höher als 130°C, vorzugsweise höher als 150°C.

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 (Öl-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 Öl-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- 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 Äthylen, Propylen-1,2 und -1,3, sowie Tetra-, Penta- und Hexamethylen zu nennen sind, wenn die Alkylenbrücke sich zwischen zwei Stickstoffatomen befindet, wobei Äthylen, Propylen und Hexamethylen, insbesondere Äthylen 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 Äthylen 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 worin
R₁ C_8-22-Alkyl oder -Alkenyl und
R₂ Wasserstoff, C_1-22-Alkyl oder C_3-22-Alkenyl
bedeuten und deren Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte.
b) Fettamine der Formel worin R₃ und R₄ unabhängig voneinander C_1-22-Alkyl oder C_3-22-Alkenyl bedeuten.
c) Polyamine der Formel worin
Alkylen₁ -CH₂-CH₂- oder -CH₂-CH₂-CH₂- und
m 1 bis 4
bedeuten, wobei, wenn m ≠ 1, die Alkylen₁-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 Alkylcarbonyl- 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 worin n 1 bis 5
bedeutet und, wenn n ≠ 1, die n Alkylen₁-Gruppen untereinander gleich oder verschieden sein können, wobei die Acylierungsprodukte höchstens n Acylreste enthalten, die Acylreste Alkylcarbonyl- und/oder Alkenylcarbonylgruppen sind, worin Alkyl 1 bis 21 und Alkenyl 2 bis 21 Kohlenstoffatome 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)worin R₅ C_7-21-Alkyl oder -Alkenyl
bedeutet, und deren Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte.
f) Acylierungsprodukte von Äthanolaminen der Formel worin R₆ und R₇ unabhängig voneinander C_1-4-Alkyl oder HO-CH₂-CH₂- bedeuten, wobei mindestens ein Acylrest R₅-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 Diäthanolamin, worin Acyl R₅-CO- ist, d. h. Gemische von Estern und Amiden, deren Hauptbestandteile den Formeln undHO-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-O-CO-R₅ (VIII)entsprechen und Acylierungsprodukte von N-Aminoäthyl-N-äthanolamin mit ein bis zwei Acylresten R₅-CO-, d. h. Gemische, deren Hauptbestandteile den folgenden Formeln entsprechenR₅-CO-NH-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-OH (IX) R₅-CO-NH-CH₂-CH₂-NH-CH₂-CH₂-O-CO-R₅ (XI)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 worin R₈ -CH₂CH₂OH, -CH₂CH₂NH₂ oder -CH₂CH₂CH₂-NH₂
bedeutet, und deren Acylierungs-, Alkylierungs-, Oxäthylierungs- und/oder Oxypropylierungsprodukte, wobei Acyl wie unter c) definiert ist.
i) Umsetzungsprodukte von Verbindungen der Formel worin
Alkylen₂-Äthylen oder Propylen-1,2 und
p 0 bis 20
bedeuten, mit Aminen der Formeln (I), (III), (IV) oder worin R₉, R₁₀ und R₁₁ unabhängig voneinander Wasserstoff oder-CH₂-CH₂-OHbedeuten.
j) Verbindungen der Formel worin
R₁₂ einen Rest der Formel R₅-CO-O-, R₅-CO-NH-CH₂CH₂-O-, R₁-O- oder R₁-NH-,
R₁₃ Wasserstoff, Methyl oder Äthyl und
R₁₄ C_8-22-Alkyl oder -Alkenyl oder einen Rest der Formel -CH₂CH₂CH₂-NH-R₁ oder -CH₂CH₂OH.

Die oben erwähnten Oxäthylierungs- bzw. Oxypropylierungsprodukte enthalten vorteilhaft 1-20 Alkylenoxyeinheiten

pro Stickstoffatom, höchstens aber 100 Alkylenoxyeinheiten pro 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 -O-CH₂-CH₂-; vorzugsweise bestehen die Alkylenoxyeinheiten ausschließlich aus -O-CH₂-CH₂-Gruppen. Die durch Alkylierung eingeführten Reste können C_1-4-Alkyl und/oder Benzyl sein, wovon Äthyl 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 R₁₄ sind vorzugsweise solche mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen, insbesondere solche mit durchschnittlich 16 bis 18 Kohlenstoffatomen; als Alkenylreste R₁ und R₁₄ sind solche, die nur eine Doppelbindung enthalten, bevorzugt, vorteilhaft C_16-22-Alkenyl, insbesondere 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 Ölsäure bevorzugt. Günstigerweise können, insbesondere in bezug auf die höheren Fettreste, auch technische Gemische von Tensiden eingesetzt werden, bzw. Produkte, die aus technischen Gemischen von Fettsäuren z. B. nach folgendem Schema ableitbar sind:

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 Ölsäure; bevorzugt sind Gemische, die durchschnittlich 16 bis 18 Kohlenstoffatome pro Molekül enthalten. Von den niedrigeren Alkylresten sind diejenigen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, insbesondere Äthyl und vor allem Methyl bevorzugt; von den niedrigeren Alkenylresten in R₁, R₃ und R₄ ist der Allylrest 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 Alkylrest (insbesondere mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Äthyl 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 Dispergatoren sein, wie sie z. B. zur Herstellung von Öl-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 Polyglykolätherreste können aus Äthylenoxy- und/oder Propylenoxyeinheiten bestehen, enthalten aber vorzugsweise mindestens 50 Mol-% Äthylenoxyeinheiten, wobei insbesondere solche nicht-ionogenen Tenside bevorzugt sind, worin die Polyglykolätherreste ausschließlich aus Äthylenoxyeinheiten 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 Glykolätherkettenlänge 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.-% der kationischen Tenside.

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 mikrokristallinen 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 30°C 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 wenig 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 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 µm, meistens 0,01 bis 2 µm, insbesondere 0,05 bis 1 µm.

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 oxydierten 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 schnellaufenden 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 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 saurem 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 50°C 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 Substantivität 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 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 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°C. 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. einer Kunstharzappretur oder einer weichmachenden und/oder antistatischen 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 Kunstharzappretur - 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 Ausziehverfahren gefärbt werden und in das letztere 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 Ausziehverfahren 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 schnellaufenden 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 40°C 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 40°C 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.

In der weiter unten folgenden Tabelle sind die Ausziehverfahren bei den verschiedenen Ausrüstungsmittelkonzentrationen wie folgt gekennzeichnet:

Az = 0% (Blindprobe)
Az1 = 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°C 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
K₄ = 50 g/l.

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

Oxydierte Mikrowachse

Als δ wird in der weiter unten stehenden Tabelle ein Paraffinwachs bezeichnet, das einen Schmelzpunkt von 56 bis 58°C hat und dessen Gewichtsverhältnis zur gesamten Wachsmenge (oxydiertes Mikrowachs+Paraffin) in Klammern angegeben ist.

Tenside der Formeln

worin R′ ein Gemisch aus

0,1% C₁₂H₂₅-
0,9% C₁₄H₂₉-
28,0% C₁₆H₃₃-
28,0% C₁₈H₃₇-
43,0% C₁₈H₃₅-

ist und R′′ ein Gemisch aus

3,0% C₁₂H₂₅-
3,0% C₁₄H₂₉-
6,0% C₁₆H₃₃-
4,0% C₁₆H₃₁-
9,0% C₁₈H₃₇-
75,0% C₁₈H₃₅-

ist.

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

j + l + k = 0 (A₁)
j + l + k = 7 (A₂)
j + l + k = 12 (A₃)
j + l + k = 21 (A₄)
j + l + k = 33 (A₅)

und in der Formel (B) ist u + V = 15.

Nähtest

Zur Prüfung der Nähbarkeit werden zwei Stücke eines gleichen Textilmaterials 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 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 O-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 (siehe Taschenbuch der Nähtechnik F. Schmetz, 1975).

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 µm.

Claims

1. Wäßrige dispergatorhaltige Dispersionen von oxydiertem Wachs, dadurch gekennzeichnet, daß das oxydierte Wachs ein oxydiertes mikrokristallines Wachs mit einem Schmelzpunkt von mindestens 80°C und einem Durchdringungsvermögen nach ASTM-D-1321 von 1 bis 16 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 30°C 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 den 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 den 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 Anspruch 2), bezogen auf das Textilsubstrat, entsprechen.