DE68901794T2 - Gepfropfte polyestersulfone, verfahren fuer ihre herstellung und ihre anwendung fuer das schlichten von garnen und textilfasern. - Google Patents

Gepfropfte polyestersulfone, verfahren fuer ihre herstellung und ihre anwendung fuer das schlichten von garnen und textilfasern.

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DE68901794T2 DE8989400592T DE68901794T DE68901794T2 DE 68901794 T2 DE68901794 T2 DE 68901794T2 DE 8989400592 T DE8989400592 T DE 8989400592T DE 68901794 T DE68901794 T DE 68901794T DE 68901794 T2 DE68901794 T2 DE 68901794T2
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Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf mit Struktureinheiten aus Vinylmonomerderivaten gepfropfte, sulfonierte Polyester, ihre Herstellung und ihre Anwendung zum Schlichten von Textilfäden und -fasern.
  • Es ist aus der Textilindustrie bekannt Schlichtemittel zu verwenden, um während des Webens die Abreibfestigkeit der Fäden und Fasern zu verbessern, wobei die Schlichtemittel nach dem Weben mit Wasser entfernt werden.
  • Es wurden diesbezüglich wässrige Dispsersionen oder Lösungen von Acrylcopolymeren oder allgemein Vinylcopolymeren vorgeschlagen. Es wurde jedoch gefunden, daß derartige Produkte, insbesondere solche auf der Basis von Vinylacetat, sich nicht zum Weben aller Textilfäden eignen, zum Beispiel ist ihre Haftung an Polyesterfäden unzureichend.
  • Interessante Produkte wurden bei der Copolymerisation von Acryl(methacryl)säureestern und Acryl(methacryl)säure in Gegenwart eines in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyesters gefunden (japanische Patentanmeldungen der Nummern 34153/1975 und 201079/1986); zum Beispiel ausgehend von 30 bis 60 % eines in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyesters und 70 bis 40 % eines Copolymeren aus Estern der Acryl(methacryl)säure und Acryl (methacryl)säure. Diese Produkte haben jedoch den Nachteil besonders hoher Herstellungskosten.
  • Das Patent EP-A-0010582 beschreibt zum Schlichten von Textilfasern die Verwendung eines mit freien Carboxylgruppen gepfropften Polyesters, der aus einem ungesättigtem Polyester und einer ungesättigten Carbonsäure besteht, insbesondere aus Acrylsäure und Methacrylsäure. Die Wasserlöslichkeit dieses gepfropften Polyesters wird durch das Aufpfropfen einer großen Menge der ungesättigten Carbonsäure erreicht. Hierbei wird jedoch wiederum ein relativ teures Produkt erhalten.
  • Der Anmelderin ist es nun überraschenderweise gelungen ein Schlichtemittel durch Verminderung eines beträchtlichen Anteils des in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyesters und durch Ersatz des Hauptanteils der Acryl(methacryl)säureester durch zum Beispiel Vinylacetat, herzustellen. Hierdurch wird eine Kostenreduzierung erreicht.
  • Gemäß der Erfindung sind die neuen mit Struktureinheiten von Vinylmonomerderivaten gepropften, sulfonierten Polyester dadurch gekennzeichnet, daß sie enthalten:
  • -3 bis 30 Gewichtsteile, vorzugsweise 3 bis 15 und insbesondere 5 bis 8 Gewichtsteile eines Grundpolymeren aus einem in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester
  • - und 100 Gewichtsteile Pfropfmonomere, die abgeleitet sind von einer Monomerenzusammensetzung, die enthält:
  • . 5 bis 13 Gewichtsteile, vorzugsweise 6 bis 9 Gewichtsteile wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure
  • . 12 bis 25 Gewichtsteile, vorzugsweise 17 bis 22 Gewichtsteile Butylacrylat oder 25 bis 40 Gewichtsteile, vorzugsweise 30 bis 35 Gewichtsteile, eines Gemisches aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, ausgewählt aus C&sub1; bis C&sub2;&sub0;-Alkylcrylaten oder -Alkylmethacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid oder Styrol, wobei das Gemisch 60 bis 70 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält
  • . und die Ergänzung auf 100 Gewichtsteile mit wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester.
  • Gegenstand der Erfindung ist auch eine Abänderung des Produkts, bei dem ungefähr 10 Gewichtsprozent Butylacrylat durch Butylmethacrylat ersetzt werden können.
  • Ein bevorzugtes Produkt gemäß der Erfindung besteht aus einem in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester, der über Pfropfmonomere verfügt, die abgeleitet sind von wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, aus Butylacrylat (ungefähr 10 Gewichtsprozent des genannten Acrylats können durch Butylmethacrylat ersetzt werden) und aus wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester, wobei das Gewichtsverhältnis Butylacrylat zu dem in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester im Bereich von 0,8 bis 8,5 und vorzugsweise 2,5 bis 4 liegt.
  • Die Grundpolymeren auf der Basis von in Wasser dispergierbaren,sulfonierten Polyestern sind bekannte Substanzen zum Schlichten von Textilfäden. Sie können durch Co-Kondensation einer organischen Dicarbonsäure (zum Beispiel einer gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen Dicarbonsäure, einer aromatischen Dicarbonsäure, einer mehrfach aromatisch substituierten Dicarbonsäure, einer arylaliphatischen Dicarbonsäure), eines ihrer Diester oder ihres Anhydrids und einer sulfonierten, organischen Dicarbonsäure oder eines ihrer Diester mit einem Diol in Gegenwart eines für die Polyveresterung gewöhnlich verwendeten Kastalysators, wie zum Beispiel Tetraisopropyl-Orthotitanat, hergestellt werden.
  • Als Ausgangsmonomere für die Herstellung des in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester-Rumpfpolymeren können zum Beispiel verwendet werden:
  • - organische Dicarbonsäuren: gesättigte oder ungesättigte aliphatische Dicarbonsäuren, aromatische Dicarbonsäuren, wie Bernsteinsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Sebazinsäure, Malein- und Fumarsäure, Itaconsäure, Orthophtal-, Isophthal- und Terephthalsäure, die Anhydride und Diester dieser Säuren, wie die Dimethylester, Diethylester, Dipropylester, Dibutylester. Die bevorzugten Zusammensetzungen bestehen aus Adipinsäure, Orthophthal- Isophthal-, Terephthalsäure;
  • - sulfonierte organische Dicarbonsäuren: Natriumsulfonat- Dicarbonsäuren oder ihre Diester, wie zum Beispiel die Dialkoylisophthalate und Dialkoylsulfosuccinate, wie das Dimethylisophthalat-5-Natriumsulfonat oder wie Natrium- Dimethylsulfosuccinat;
  • - Diole: aliphatische Glykole, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol und die höheren Homologen, 1,4- Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol und die cyclischen Glykole, wie Cyclohexandiol, Dicyclohexandiolpropan. Die bevorzugten Diole sind das Ethylenglykol und Diethylenglykol. Die die Rumpfpolymeren darstellenden, in Wasser dispergierbaren, bevorzugten sulfonierten Polyester besitzen eine mittlere molare Masse zwischen 10.000 und 35.000, eine Säurezahl kleiner als 5 mg KOH/g, einen Schwefelgehalt zwischen 0,8 und 2 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 1,2 und 1,8 Gewichtsprozent.
  • Als Pfropfmonomere können verwendet werden:
  • - ethylenisch ungesättigte Carbonsäuren: Acrylsäure, Methacrylsäure
  • - monoethylenisch ungesättigte Carbonsäureester: Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylstearat, Vinylbenzoat;
  • - Comonomeres(e), das (die) mit den monoethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, den monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureestern und dem Butylacrylat copolymerisierbar ist (sind):
  • Alkylacrylate und Alkylmethacrylate von C&sub1; bis C&sub2;&sub0; , mit den Alkylgruppen Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Heptadecanyl-; Acrylnitril; Acrylamid; Styrol.
  • Die Produkte, die den Gegenstand der Erfindung darstellen, können im wässrigen Medium durch Copolymerisation von 100 Gewichtsteilen einer Monomerenzusammensetzung hergestellt werden, die enthält:
  • . 5 bis 13 Gewichtsteile, vorzugsweise 6 bis 9 Gewichtsteile, wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure;
  • . 12 bis 25 Gewichtsteile, vorzugsweise 17 bis 22 Gewichtsteile, Butylacrylat oder 25 bis 40 Gewichtsteile, vorzugsweise 30 bis 35 Gewichtsteile, eines Gemischs ethylenisch ungesättigter Monomerer, ausgewählt aus C&sub1; bis C&sub2;&sub0;-Alkylacrylaten oder Alkylmethacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid oder Styrol, wobei das Gemisch 60 bis 70 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält;
  • . und der Ergänzung auf 100 Gewichtsteile mit wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester, in Gegenwart von 3 bis 30 Gewichtsteilen, vorzugsweise 3 bis 15 und insbesondere 5 bis 8 Gewichtsteilen, eines wasserdispergierbaren, sulfonierten Polyesters.
  • In einer Abänderung des Verfahrens gemäß der Erfindung können ungefähr bis zu 10 Gewichtsprozent Butylacrylat durch Methylmethacrylat ersetzt werden.
  • Eine bevorzugte Durchführung des Verfahrens besteht darin, eine Mischung umsetzen, bestehend aus: wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure, Butylacrylat (ungefähr 10 Gewichtsprozent des genannten Acrylats können durch Butylmethacrylat ersetzt werden) und wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Ester einer Carbonsäure, in Gegenwart eines in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyesters, bei einem Gewichtsverhältnis Butylacrylat/wasserdispergierbarer, sulfonierter Polyester im Bereich von 0,8 bis 8,5, vorzugsweise im Bereich 2,5 bis 4.
  • Die Polymerisation kann in wässriger Emulsion auf klassische Weise, unter Verwendung eines wasserlöslichen Polymerisationsinitiators, eines Emulgators und eventuell einer Reglersubstanz, durchgeführt werden.
  • Nachstehend sind Beispiele für die in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester und die verwendeten Monomeren aufgeführt.
  • Die Art und Menge des (der) neben dem Butylacrylat eingesetzten ethylenisch ungesättigten Monomeren können durch den Fachmann auf einfache Weise auf Grund der zukünftigen Anwendung des Pfropfpolyesters bestimmt werden; tatsächlich bestimmen die Anwendungsbedingungen die Eigenschaften des genannten Produkts, wie beispielswiese seine Glasübergangstemperatur, Härte, Hydrophilie, seine mechanischen Eigenschaften, wie die Dehnung und Reißfestigkeit, usw. Es ist bekannt, daß die Zugabe von Styrol oder von Methylmethacrylat zum Beispiel zu einem härteren Polymeren führt, während die Zugabe von Hexylacrylat sich umgekeht auswirkt.
  • Der wasserlösliche Initiator besteht insbesondere aus Hydroperoxiden, wie Wasserstoffperoxid, Cumolhydroperoxid, Tertärbutylhydroperoxid, Diisopropylbenzolhydroperoxid und aus Peroxiden, wie Natriumpersulfat, Kaliumpersulfat, Ammoniumpersulfat.
  • Er kann in Mengen zwischen 0,05 und 2 Gewichtsprozent in Bezug auf das Gewicht der Monomerenmischung angewendet werden. Diese Initiatoren können auch in Verbindung mit Reglersubstanzen, wie Bisulfitverbindungen oder Formyl-Natriumsulfoxylat, Polyethylenaminen, Zuckern, wie Dextrose oder Saccharose, oder Metallsalzen verwendet werden. Die Menge an verwendeter Reglersubstanz variiert zwischen 0 und 3 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht der Monomerenmischung.
  • Als Emulgatoren können die klassischen anionischen Verbindungen eingesetzt werden, wie inbesondere Fettsäuresalze, Alkylsulfate, Alkylsulfonate, Alkylarylsulfonate, Sulfosuccinate, Alkylphosphate der Alkalimetalle, Salze der hydrierten oder nichthydrierten Abietinsäure, nichtionische Verbindungen, wie polyethoxylierte Fettalkohole, polyethoxylierte Alkylphenole, polyethoxylierte, sulfatisierte Alkylphenole, polyethoxylierte Fettsäuren, usw.
  • Sie werden in einer Menge von 0,01 bis 5 Gewichtsprozent in Bezug auf das Gewicht der Monomerenmischung angewendet.
  • Die Reglersubstanz kann eventuell im Verhältnis von 0 bis zu 3 Gewichtsprozent in Bezug auf die Monomerenmischung angewendet werden. Es werden hierzu allgemein Mercaptane, wie N- Dodecylmercaptan oder Tertiärdodecylmercaptan ausgewählt; Cyclohexen; halogenierte Kohlenwasserstoffe, wie Chloroform, Bromoform, Tetrachlorkohlenstoff; Tetrabromkohlenstoff; Dimere des alpha-Methylstyrols.
  • Die Polymerisation kann bei einer Temperatur zwischen 60 und 80ºC durchgeführt werden, vorzugsweise im Bereich von 70ºC.
  • Die Umsetzung dauert 6 bis 12 Stunden, im allgemeinen 10 Stunden. Bei Bedarf kann das erhaltene latex, das im allgemeinen 10 bis 60 Gewichtsprozent des gepfropften, sulfonierten Polyesters enthält, zur erleichterten Lagerung und zum bequemeren Transport, versprüht werden.
  • Das Produkt kann, sowohl als Latex als auch im trockenen Zustand, in Wasser mit einer alkalischen Substanz solubilisiert werden.
  • Vorzugsweise werden hierbei flüchtige Verbindungen, wie flüchtige Amine oder Ammoniak verwendet. Die so erhaltenen Lösung enthält im allgemeinen 5 bis 30 Gewichtsprozent an gepfropftem, sulfoniertem Polyester. Das Latex oder vorzugsweise seine Lösung eignet sich besonders gut zum Schlichten von Fäden oder Fasern, insbesondere beim Wasserstrahlverfahren oder bei trockenen Verarbeitungen in feuchter Atmosphäre.
  • Die vorliegende Erfindung umfaßt ebenfalls ein Verfahren zum Schlichten von Textilkettfäden, bei dem die vorstehend beschreibenen, in Wasser dispergierbaren, gepfropften und sulfonierten Polyester in wässrigem Medium verwendet werden, welches darauf beruht, daß die Fäden in ein wässriges Bad eingetaucht werden, das das Schlichtemittel in der gewünschten Konzentration bei der gewünschten Temperatur enthält; sodann die Fäden zwischen Walzen hindurchgepreßt und abschließend die geschlichteten Fäden auf beheizten Zylindern getrocknet werden, eventuell auch nach vorherigem Passieren durch Heizkammern. Die kette kann nun gewebt werden.
  • Zu den klassischen Methoden des Schlichtens von Filamentgarn gehören zum Beispiel das Schlichten in Sektionen (europäisches System), das gebräuchliche Schlichten (klassisches oder englisches System) und das Schlichten nach dem Einfachendwickel-Verfahren (single end sizing oder japanisches System).
  • Die Schlichtemittel der Erfindung sind besonders geeignet zum Appretieren von synthetischen Filamentgarnen aus Polyethylenterephthalat, die zu den am schwierigten zu schlichtenden Textilgarnen gehören; sie lassen sich jedoch auch gleichermäßen für gesponnene Fasermischungen aus Polyethylenterephthalat und Naturfasern, Glasfaser oder anderen gebräuchlichen Fasern verwenden, wie synthetischen Acryl-, Polyimid-, Chlor-, Polyethylen, Polypropylen-Fasern oder künstlichen Acetat-, Triacetat-, Viscosefasern, usw.
  • Darüberhinaus eignen sich die Schlichtemittel zum Schlichten jedweder Art von Fäden, texturiert oder nicht, gezwirnt oder nicht und erlauben die Anwendung jedweder Schlichtetechnik, sei sie das Schlichten in Sektionen, gemäfß der konventionellen Technik, dem Einfachendwickelverfahren oder anderen.
  • Ein sehr großer Vorteil dieser Produkte besteht darin, daß sie den hohen wirtschaftlichen Anfordernungen der modernen Webstühle genügen. Sie erlauben das Schlichten und Weben bei hohen Geschwindigkeiten. Darüberhinaus lassen sie sich leicht mit Wasser entfernen.
    • Beispiel 1
  • In ein Reaktionsgefäß von 6 Liter Inhalt, ausgerüstet mit einem Ankerrührer, werden eingegeben:
  • - 2100 g Wasser
  • - 9.4 g Natriumacetat
  • - 9,4 g teilsulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol, das 25 Monomereinheiten an Ethylenoxyd enthält
  • - 502 g GEROL PS 20 (kommerzieller, sulfonierter Polyester von Rhône-Poulenc) in einer 26,1 prozentigen wässriger Lösung.
  • Dies entspricht 131 g Trockenprodukt.
  • Die Mischung wird unter Rühren mit 150 Umdrehungen/min auf 70ºC erhitzt.
  • Es werden 9,4 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 65 g Wasser, hinzugefügt.
  • Es wird kontinuierlich zugefügt:
  • - einerseits während 6 Stunden eine Mischung aus:
  • - 1370 g Vinylacetat(VA)
  • - 375 g Butylacrylat(BuA)
  • - 131 g Acrylsäure(AA)
  • - 7,5 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - andererseits während 8 Stunden 7,5 g Tertiärbutylhydroperoxid, gelöst in 46 g Wasser
  • - ebenso während 8 Stunden eine wässrige Lösung (300 g Wasser) von:
  • - 12,75 g Formyl-Natriumsulfoxylat
  • - 4,7 g Natriumbicabonat
  • Die kontinuierliche Zugabe der drei Lösungen erfolgt gleichzeitig. Nach Beendigung der Zugabe beläßt man den Ansatz bei 70 ºC während einer Stunde, dann wird abgekühlt.
  • Es wird ein Latex mit einem Trockenextraktgehalt von 40,8 % erhalten.
    • Beispiel 2
  • Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wird ausgehend von den folgenden Produktmengen wiederholt:
  • - 2024 g Wasser
  • - 9,4 g Natriumacetat
  • - 9,4 g teilweise sulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol
  • - 103 g GEROL PS 20 als Trockenprodukt (392 g einer wässigen Lösung von 26,3 %)
  • - 9,4 g Ammoniumpersulfat in 65 g Wasser
  • - 1294 g Vinylacetat
  • - 169 g Acrylsäure
  • - 375 g Butylacrylat
  • - 37,5 g Butylmethacrylat
  • - 0 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - 7,5 g Tertiätbutylhydroperoxid
  • - 12,75 g Formyl-Natriumsulfoxylat gelöst in
  • - 4,7 g Natriumbicarbonat 450 g Wasser
  • Es wird ein Latex von 40 % Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 3
  • Es wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren ausgehend von den folgenden Produktmengen wiederholt:
  • - 1005 g Wasser
  • - 7,5 g Natriumacetat
  • - 7,5 g teilweise sulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol
  • - 450 g GEROL PS 20, als Trockenprodukt (1711 g einer wässrigen Lösung von 26,3 %)
  • - 7,5 g Ammoniumpersulfat in 75 g Wasser
  • - 1095 g Vinylacetat
  • - 105 g Acrylsäure
  • - 300 g Butylacrylat
  • - 0 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - 8,75 g Tertiärbutylhydroperoxid
  • - 10,20 g Formyl-Natriumsulfoxylat gelöst in
  • - 3,75 g Natriumbicarbonat 450 g Wasser
  • Es wird ein Latex von 40,5% Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 4
  • Es wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren ausgehend von den folgenden Produktmengen wiederholt:
  • - 909 g Wasser
  • - 6,25 g Natriumacetat
  • - 6,25 g teilweise sulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol
  • - 375 g GEROL PS 20, als Trockenprodukt (1431 g einer wässrigen Lösung von 26,2 %)
  • - 6,25 g Ammoniumpersulfat in 30 g Wasser
  • - 1012,5 g Vinylacetat
  • - 87,5 g Acrylsäure
  • - 150 g Butylacrylat
  • - 7,5 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - 7,14 g Tertiärbutylhydroperoxid
  • - 8,5 g Formyl-Natriumsulfoxylat gelöst in
  • - 3,1 g Natriumbicarbonat 300 g Wasser
  • - 2,5 g Mercaptoethanol
  • Es wird ein Latex von 40,5 % Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 5
  • Es wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren ausgehend von den folgenden Produktmengen wiederholt:
  • - 2084 g Wasser
  • - 9,36 g Natriumacetat
  • - 9,37 g teilweise sulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol
  • - 150 g GEROL PS 20 als Trockenprodukt (569 g einer wässrigen Lösung von 26,4 %)
  • - 9,37 g Ammoniumpersulfat in 65 g Wasser
  • - 1406 g Vinylacetat
  • - 337,5 g Butylacrylat
  • - 7,5 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - 131,2 g Acrylsäure
  • - 7,5 g Tertiätbutylhydroperoxid
  • - 12,75 g Formyl-Natriumsulfoxylat gelöst in
  • - 4,7 g Natriumbicarbonat 300 g Wasser
  • Es wird ein Latex von 41 % Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 6 (Vergleich)
  • Es wird das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren ausgehend von den folgenden Produktmengem wiederholt:
  • - 1385 g Wasser
  • - 7,5 g Natriumacetat
  • - 7,5 g teilsulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol
  • - 180 g GEROL PS 20 als Trockenprodukt (679 g einer wässrigen Lösung von 26,5 %)
  • - 7,5 g Ammoniumpersulfat in 75 g Wasser
  • - 945 g Vinylacetat
  • - 105 g Acrylsäure
  • - 450 g Butylacrylat
  • - 0 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - 8,57 g Tertiärbutylhydroperoxid
  • - 10,2 g Formyl-Natriumsulfoxylat gelöst in
  • - 3,75 g Natriumbicarbonat 450 g Wasser
  • Es wird ein Latex von 40,6 % Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 7 (Vergleich)
  • Es wird das in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren ausgehend von den folgenden Produktmengen wiederholt:
  • - 1005 g Wasser
  • - 7,5 g Natriumacetat
  • - 7,5 g teilsulfatisiertes, ethoxyliertes Nonylphenol
  • - 450 g GEROL PS 20 als Trockenprodukt (1711 g einer wässrigen Lösung von 26,3 %)
  • - 7,5 g Ammoniumpersulfat in 75 g Wasser
  • - 945 g Vinylacetat
  • - 105 g Acrylsäure
  • - 450 g Butylacrylat
  • - 0 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - 8,57 g Tertiätbutylhydroperoxid
  • - 10,20 g Formyl-Natriumsulfoxylat gelöst in
  • - 3,75 g Natriumbicarbonat 450 g Wasser
  • Es wird ein Latex von 40,4 % Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 8 (Vergleich)
  • In ein Reaktionsgefäß von 6 Liter Inhalt, ausgestattet mit einem Ankerrührer, werden eingegeben:
  • - 2156 g Wasser
  • - 1,5 g NANZA SB 62, auf der Basis von Natrium-Dodecylbenzolsulfonat; in den Handel gebracht von Albright & Wilson
  • - 450 g GEROL PS 20 (Trockensubstanz)
  • Die Mischung wird auf 80ºC, unter Rühren bei 150 U/min, erwärmt.
  • Es werden 1,875 g Ammoniumpersulfat, gelöst in 20 g Wasser, hinzugefügt.
  • Es werden kontinuierlich hinzugefügt:
  • - einerseits während 5 Stunden eine Mischung aus:
  • . 75 g Acrylsäure (AA)
  • . 75 g Methacrylsäure (MAA)
  • . 300 g Ethylacrylat (EA)
  • . 600 g Butylacrylat (BuA)
  • . 450 g Methylmethacrylat (MeMA)
  • . 5,62 g Tertiärdodecylmercaptan
  • - andererseits während 5 Stunden eine Mischung aus:
  • . 7,5 g Ammonuiumpersulfat gelöst in
  • . 30 g teilsulfatisiertes, ethoxyliertes 420 g Wasser Nonylphenol
  • Die Zugabe der beiden Lösungen erfolgt gleichzeitig.
  • Nach Beendigung der Zugabe wird der Ansatz während einer Stunde bei 80ºC gehalten und dann abgekühlt.
  • Es wird ein Latex von 43 % Trockenextraktgehalt erhalten.
    • Beispiel 9 (Vergleich)
  • Es wird das in Beispiel 8 beschriebene Verfahren wiederholt, wobei 150 g (anstatt von 450 g) GEROL PS 20 (Trockensubstanz) und 1700 g (anstatt von 2156 g) Wasser eingesetzt werden.
    • Untersuchungen zum Schlichten
  • Die Schlichteuntersuchungen werden mit Hilfe der wässrigen Lösungen der Substanzen der Beispiele 1 bis 9, die die Schlichtebäder darstellen, durchgeführt.
  • Diese Lösungen werden wie folgt zubereitet: nach der Verdünnung mit entmineralisiertem Wasser bis zum Erhalt eines Trockenextrakts von 20 % werden diese Substanzen auf 60ºC erwärmt, sodann wird während einer Halben Stunde eine wässrige Lösung von 20 prozentigem Ammoniak zugegeben bis ein pH-Wert von ungefähr 7,5 erreicht wird.
  • Das Schlichteverfahren wird mit Hilfe einer Maschine der Laboratoriums SUCKER (in den Handel gebracht von SUCKER), gemäß dem Einfachendwickel-Verfahren, mit Polyester-Kettfäden von 100 dtex, 88-fädig und nicht gezwirnt, durchgeführt. Dabei beträgt die Durchgangsgeschwindigkeit durch das Schlichtebad 100 m/min. Die Regelung wird optimal eingestellt, sodaß 10 Gewichtsprozent an trockenem Polymeren, bezogen auf die Fadenmasse, auf dem Faden aufgetragen werden können.
  • Das Prinzip des Verfahrens ist das folgende:
  • Die Polyester-Kettfäden werden in das Schlichtebad eingetaucht, werden sodann beim Durchführen durch die auf 145ºC erhitzten Heizkammern getrocknet, anschließend über Zylinder mit abnehmenden Temperaturen von 125 bis 100ºC geführt; es wird ein Schmiermittel (bei 90ºC geschmolzenes Wachs) auf den Faden, in einer Konzentration von 0,3 % in Bezug auf die Masse des Fadens, am Ende der Trockenzylinder aufgebracht. Nach dem Abkühlen in einer Abkühlkammer werden die Fäden auf Primärkettbäumen aufgerollt; anschließend werden sie zur Herstellung eines Kettbaums vereinigt, der für den Webstuhl bestimmt ist.
  • Die Leistungsfähigkeit der Testprodukte wird nach dem Zusammenführen der Primärkettbäume mit Hilfe der Apparatur "SHIRLEY FILAMENT COUNTER" vom SHIRLEY INSTITUTE aus Manchester, gemäß der beim" 7.Syposium de l'Encollage Textile", Mulhouse vom 15.-17.Oktober 1986 veröffentlichten Methode, untersucht.
  • Der Test besteht darin, die Fähigkeit eines Polymeren zu messen, die Einzelfäden, die das Garn bilden, unter sich zu verkleben.
  • Während der Messung registriert und zählt der Apparat die während der Zerlegung abgegebenen Vibrationen der Einzelteile, die aus einem Einzelfaden oder mehreren verklebten Fäden bestehen.
  • Die Kohäsionzahl C wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
  • C = 100 (n-x)/(n-1),
  • wobei n die Anzahl der gezählten Einzelfäden bedeutet, die das Garn bilden,
  • x ist die Anzahl der gezählten Einzelelemente.
  • In Abwesenheit eines Klebharzes sind alle Einzelfäden unabhängig;
  • x ist demnach gleich n und C = 0.
  • Die Kohäsion ist maximal, wenn alle Einzelfäden verbunden sind; in diesem Fall ist x = 1 und C = 100.
  • Die Kohäsionszahl wird vor und nach der Bearbeitung mit dem Gerät WEBTESTER des Textilinstituts in Reutlingen nach 50, 150 und 300 Zyklen gemessen. Dieser Apparat simuliert die durch den Faden zu verrichtende Arbeit während des Webprozesses.
  • Man trägt anschließend den Kohäsionsverlust des geschlichteten Fadens in Funktion zur verrichteten Arbeit (Abrasion) in Form einer Kurve auf.
  • Nachstehend sind die Referenzbuchstaben für die Kurven, die den untersuchten Produkten entsprechen, aufgeführt. Produkt des Beispiels Referenz
  • Die Beispiele 1 bis 5 werden ebenfalls verglichen:
  • - mit einer Lösung von GEROL AS 10, in den Handel gebracht von Rhône-Poulenc (rein acrylisches Copolymeres auf der Basis von Butylacrylat, das heißt es enthält keine anderen Monomeren außer acrylischen oder methacrylischen Säuren oder Estern und ist frei von sulfonierten Polyestereinheiten).
  • - mit einer Lösung von GEROL VS 30, in den Handel gebracht von Rhône-Poulenc (Copolymeres mit großem Anteil an Vinylacetat, Butylacrylat und einer ungesättigten Carbonsäure sowie frei von sulfonierten Polyestereinheiten)
  • - und einer Lösung von GEROL PS 20, in den Handel gebracht von Rhône-Poulenc (in Wasser dispergierbarer, sulfonierter Polyester).
  • Die Zuordnung der Kurven zu diesen Produkten ist die folgende: Produkt Referenz GEROL AS 10 GEROL VS 30 GEROL PS 20
  • Alle Kurven, die den Produkten gemäß der Erfindung und den Vergleichsprodukten entsprechen, zeigen die Abbildungen 1 und 2.
  • Die Analyse der Kurven ergibt, daß:
  • - das GEROL AS 10 (rein acrylisches Copolymeres) sich als wesentlich geeigneter erweist als GEROL VS 30 (Copolymeres auf der Basis von Vinylacetat)
  • - andererseits auf überraschende Weise die Produkte der Beispiele 1 und 9, die über folgende Zusammensetzungen verfügen: ähnliche Ergebnisse liefern, obwohl für das Beispiel 9 ein wesentlich besseres Verhalten zu erwarten gewesen wäre.
  • Die Kosten für die Acrylester liegen ungefähr dreifach höher als die für Vinylacetat, sodaß sofort das Interesse am Produkt des Beispiels 1 gegenüber dem des Beispiels 9 erkennbar wird:
  • - sicherlich das Produkt des Beispiels 8 ein etwas besseres Verhalten aufweist als das des Beispiels 1, jedoch sein hoher Gehalt an Butylacrylat und GEROL PS 20, bei vergleichbarer Leistung, preislich nicht vertretbar ist. Tatsächlich liegt der Preis von GEROL PS 20 mindestens zehnmal über dem vom Vinylacetat.
  • - gemäß Beispiel 4 eine gewisse bevorzugte Beziehung zwischen dem Gehalt an GEROL PS 20 und dem an Butylacrylat beachtet werden sollte.
  • Das Produkt gemäß Beispiel 7 zeigt gute Testergebnisse bezüglich der Kohäsion, läßt sich jedoch trotzdem nicht industriell verwenden, da es ein Blockieren beim Vereinigen der Primärkettbäume oder beim Aufrollen der Spule des Kettbaums auf der Spinnmaschine erzeugt.
  • Mit dem Produkt gemäß Beispiel 6 mißlang der Kohäsionstest, da das häufige Abreißen der Einzelfäden des verklebten Garns aufgrund des Blockierens beim Aufrollen der Spulen eine Untersuchung vereitelten.

Claims (21)

1. Sulfonierter mit Struktureinheiten von Vinylmonomerderivaten gepfropfter Polyester, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält:
- 3 bis 30 Gewichtsteile eines Grundpolymeren aus einem in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester
- und 100 Gewichtsteile Pfropfmonomere, die abgeleitet sind von einer Monomerzusammensetzung, die enthält:
. 5 bis 13 Gewichtsteile wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure
. 12 bis 25 Gewichtsteile Butylacrylat oder 25 bis 40 Gewichtsteile eines Gemisches aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, ausgewählt aus C&sub1; bis C&sub2;&sub0;-Alkylacrylaten oder -methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid oder Styrol, wobei das Gemisch 60 bis 70 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält
. und die Ergänzung auf 100 Gewichtsteile mit wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester.
2. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er enthält:
- 3 bis 15 Gewichtsteile eines Grundpolymeren aus einem in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester
- und 100 Gewichtsteile von Pfropfderivaten einer Monomerzusammensetzung, enthaltend:
. 6 bis 9 Gewichtsteile wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure
. 17 bis 22 Gewichtsteile Butylacrylat oder 30 bis 35 Gewichtsteile eines Gemisches aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, ausgewählt aus C&sub1; bis C&sub2;&sub0;-Alkylacrylaten oder -methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid oder Styrol, wobei das Gemisch 60 bis 70 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält
. und die Ergänzung auf 100 Gewichtsteile mit wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester.
3. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er 5 bis 8 Gewichtsteile eines Grundpolymeren aus einem in Wasser dispergierbaren, sulfonierten Polyester enthält.
4. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu etwa 10% des Gewichts des Butylacrylats durch Butyl-methacrylat ersetzt werden.
5. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Butylacrylat/wasserdispergierbarem, sulfoniertem Polyester 0,8 bis 8,5 beträgt.
6. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Butylacrylat/wasserdispergierbarem, sulfoniertem Polyester 2,5 bis 4 beträgt.
7. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserdispergierbare, sulfonierte Polyester eine mittlere Molekularmasse zwischen 10.000 und 35.000, eine Säurezahl kleiner als 5 mg KOH/g und einen Schwefelgehalt zwischen 0,8 und 2 Gewichtsprozent aufweist.
8. Gepfropfter, sulfonierter Polyester nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ethylenisch ungesättigte Carbonsäure Acrylsäure und/oder Methacrylsäure ist und daß der monoethylenisch ungesättigte Carbonsäureester Vinylacetat ist.
9. Wäßrige Dispersion eines gepfropften, sulfonierten Polyesters, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10 bis 60 Gewichtsprozent des gepfropften, sulfonierten Polyesters aufweist, der Gegenstand eines der Ansprüche 1 bis 8 ist.
10. Wäßrige Lösung eines gepfropften, sulfonierten Polyesters, dadurch gekennzeichnet, daß sie 5 bis 30 Gewichtsprozent des gepfropften, sulfonierten Polyesters aufweist, der Gegenstand eines der Ansprüche 1 bis 8 ist.
11. Verfahren zur Herstellung des gepfropften, sulfonierten Polyesters nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durch Copolymerisation in einem wäßrigen Medium von 100 Gewichtsteilen einer Monomerzusammensetzung, bestehend aus:
. 5 bis 13 Gewichtsteilen wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure
. 12 bis 25 Gewichtsteilen Butylacrylat oder 25 bis 40 Gewichtsteilen eines Gemisches aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, ausgewählt aus C&sub1; bis C&sub2;&sub0;-Alkylacrylaten oder -methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid oder Styrol, wobei das Gemisch 60 bis 70 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält.
. und der Ergänzung auf 100 Gewichtsteile mit wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester, in Gegenwart von 3 bis 30 Gewichtsteilen eines wasserdispergierbaren, sulfonierten Polyesters und gegebenenfalls Entfernung des Wassers.
12. Verfahren zur Herstellung des gepfropften, sulfonierten Polyesters nach Anspruch 11 durch Copolymerisation in einem wäßrigen Medium von 100 Gewichtsteilen einer Monomerzusammensetzung, bestehend aus:
. 6 bis 9 Gewichtsteilen wenigstens einer ethylenisch ungesättigten Carbonsäure
. 17 bis 22 Gewichtsteilen Butylacrylat oder 30 bis 35 Gewichtsteilen eines Gemisches aus ethylenisch ungesättigten Monomeren, ausgewählt aus C&sub1; bis C&sub2;&sub0;- Alkylacrylaten oder -methacrylaten, Acrylnitril, Acrylamid oder Styrol, wobei das Gemisch 60 bis 70 Gewichtsprozent Butylacrylat enthält
. und der Ergänzung auf 100 Gewichtsteile mit wenigstens einem monoethylenisch ungesättigten Carbonsäureester, in Gegenwart von 3 bis 15 Gewichtsteilen eines wasserdispergierbaren, sulfonierten Polyesters und gegebenenfalls Entfernung des Wassers.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Copolymerisation der Monomerzusammensetzung in Gegenwart von 5 bis 8 Gewichtsteilen des wasserdispergierbaren, sulfonierten Polyesters durchgeführt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu etwa 10% des Gewichts des Butylacrylats durch Butylmethacrylat ersetzt werden.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Butylacrylat/wasserdispergierbarem, sulfoniertem Polyester 0,8 bis 8,5 beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis Butylacrylat/wasserdispergierbarem, sulfoniertem Polyester 2,5 bis 4 beträgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der wasserdispergierbare, sulfonierte Polyester eine mittlere Molekularmasse zwischen 10.000 und 35.000, eine Säurezahl kleiner als 5 mg KOH/g und einen Schwefelgehalt von 0,8 bis 2 Gewichtsprozent aufweist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die ethylenisch ungesättigte Carbonsäure Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und der monoethylenisch ungesättigte Carbonsäureester Vinylacetat ist.
19. Verfahren zur Herstellung von wäßrigen, gepfropften, sulfonierten Polyesterlösungen durch Löslichmachen des gepfropften, sulfonierten Polyesters, der Gegenstand der Ansprüche 1 bis 8 ist, in Wasser mit Hilfe einer alkalischen Substanz.
20. Verwendung von wäßrigen Dispersionen eines gepfropften, sulfonierten Polyesters, der Gegenstand des Anspruchs 9 ist, zum Schlichten von Textilfäden und -fasern.
21. Verwendung von wäßrigen Lösungen eines gepfropften, sulfonierten Polyesters, der Gegenstand des Anspruchs 10 ist, zum Schlichten der Textilfäden und -fasern.
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