EP0587601B1 - Fettsäuremethylester in schmälzmitteln für streichgarnspinnerei - Google Patents

Fettsäuremethylester in schmälzmitteln für streichgarnspinnerei Download PDF

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EP0587601B1
EP0587601B1 EP92910454A EP92910454A EP0587601B1 EP 0587601 B1 EP0587601 B1 EP 0587601B1 EP 92910454 A EP92910454 A EP 92910454A EP 92910454 A EP92910454 A EP 92910454A EP 0587601 B1 EP0587601 B1 EP 0587601B1
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EP
European Patent Office
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weight
meth
fatty acid
acid methyl
methyl esters
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EP92910454A
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English (en)
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EP0587601A1 (de
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Wolfgang Becker
Raymond Mathis
Ulrich Eicken
Karin Robrahn
Silvia Stapper-Druyen
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Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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Publication date
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Publication of EP0587601A1 publication Critical patent/EP0587601A1/de
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Publication of EP0587601B1 publication Critical patent/EP0587601B1/de
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M15/19—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with synthetic macromolecular compounds
    • D06M15/21—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M15/263—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of unsaturated carboxylic acids; Salts or esters thereof
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    • D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/40—Reduced friction resistance, lubricant properties; Sizing compositions

Definitions

  • the invention relates to the use of C8-C22 fatty acid methyl esters as smoothing agents in lubricants for card spinning in a mixture with homopolymers and / or copolymers of esters of acrylic acid and / or methacrylic acid with intrinsic viscosities [eta] below 400 ml ⁇ g ⁇ 1 in amounts of 0.05 to 10 wt .-% - based on lubricant. Furthermore, the invention relates to a process for the smelting of textile fibers for the production of carded yarns.
  • Textile fibers that are processed into carded yarns are subjected to a carding process before spinning.
  • the textile fibers are subjected to very high mechanical loads.
  • the textile fibers are treated with a lubricant containing smoothing agents before carding.
  • Lubricants contain smoothing agents to prevent fiber damage and emulsifiers so that they can be applied as an emulsion, as well as other additives if necessary.
  • lubricants with hydrocarbons are used as smoothing agents. Since these smoothing agents are difficult to biodegrade, they are becoming more and more biodegradable smoothing agents for lubricants, for example by fatty acid esters, replaced (Textiltechnik International 1984 (8), 748-758).
  • Lubricants with isobutyl stearate or 2-ethylhexyl stearate as smoothing agents are biodegradable, but they have an unsatisfactory spreading capacity on the fiber and therefore no optimal fiber / fiber and fiber / metal friction during the production of carded yarn.
  • European patent application EP-A-0 394 802 describes textile lubricants and lubricants which can contain fatty acid methyl esters as smoothing agents. However, the European patent application relates to a method for reducing the viscosity of such lubricants by adding triacetin.
  • the object of the invention was therefore to develop a lubricant for carded yarn spinning which, in addition to good biodegradability, has an excellent spreadability on the fiber.
  • Another object of the present invention was to provide lubricants based on fatty acid methyl esters with viscosities in the range of the viscosities of mineral oil-based lubricants.
  • triglycerides such as the higher viscosity beet oil or polymeric compounds can be used.
  • winding oils are known which contain fatty alcohol polymethacrylates to prevent the washing oil from tending to spray off.
  • German Offenlegungsschrift DE-A-39 24 160 discloses additives with carboxyl group-free homopolymers and / or copolymers of esters of acrylic acid and / or methacrylic acid with intrinsic viscosities of at least 300, preferably 800 ml g ⁇ 1. Due to their high intrinsic viscosity, these additives are able to improve the thread-pulling and / or the adhesiveness of oils and / or fats.
  • the invention accordingly relates to the use of one or more C8 ⁇ 22 fatty acid methyl esters as smoothing agents for carded yarn spinning in a mixture with 0.05 to 10 wt .-% - based on lubricant - the viscosity improver homo- and / or copolymers of esters of acrylic acid and / or methacrylic acid with intrinsic viscosities [eta] below 400 ml g ⁇ 1, measured at 20 ° C. in tetrahydrofuran.
  • the fatty acid methyl esters used according to the invention are commercially available products which are usually produced in the presence of acidic catalysts by the esterification of the free fatty acid known per se or by transesterification of fatty acid triglycerides with methanol.
  • the resulting methyl esters can be used without further processing, after processing by distillation or after hydrogenation of the unsaturated portions.
  • methyl esters of unsaturated and / or saturated fatty acids preferably of fatty acids with 12 to 22 carbon atoms, such as lauric, oleic, stearic, behenyl, linoleic and / or linolenic acid, can be used.
  • the fatty acid methyl esters are preferably used in the lubricants for carded yarn production in amounts of 50 to 95, preferably 60 to 90% by weight.
  • Another object of the present invention is a process for the smelting of textile fibers for the production of carded yarns, characterized in that the textile fibers are treated with an aqueous emulsion which contains an active substance content - based on the fiber weight - of 1 to 6% by weight of lubricant 60 to 90 wt .-% C8 ⁇ 22 fatty acid methyl ester 5 to 39.95 wt .-% emulsifiers and 0.05 to 10 wt .-% homo- and / or mixed copolymers of esters of Acrylic acid and / or methacrylic acid with intrinsic viscosities [eta] below 400 mg g ⁇ 1, measured at 20 ° C in tetrahydrofuran, and Have 0 to 10 wt .-% additives.
  • an aqueous emulsion which contains an active substance content - based on the fiber weight - of 1 to 6% by weight of lubricant 60 to 90 wt .-% C
  • the essential monomer building blocks of the polymer compounds provided as viscosity improvers are selected esters of acrylic acid and / or methacrylic acid - hereinafter referred to simply as (meth) acrylates or (meth) acrylic acid esters for the sake of simplicity.
  • the alcohol component of these (meth) acrylates is derived from straight-chain and / or branched monofunctional alcohols having 4 to 18 carbon atoms, with those in the C chain range from 6 to 12 being particularly preferred, such as n-butyl (meth) acrylate, n- Hexyl (meth) acrylate, n-decyl (meth) acrylate and / or 2-ethylhexyl (meth) acrylate.
  • the polymer compounds can be homopolymers and / or copolymers of the type indicated, conceptually separating two classes in the field of copolymers.
  • first class different (meth) acrylates of the specified definition are copolymerized with one another and thus form a copolymer.
  • second class copolymers are those with proportions of polymerizable comonomers that are not (meth) acrylates. In the latter case, at most approximately equal proportions of the comonomers are present in the polymer molecule.
  • the comonomer content is expediently at most 35% by weight and preferably not more than 25% by weight, in each case based on the monomer mixture.
  • Suitable comonomers of the last-mentioned type can, for example, styrene and styrene derivatives such as alkylstyrenes, (meth) acrylates of monofunctional alcohols with less than 4 carbon atoms, acrylonitrile, vinyl esters of aliphatic carboxylic acids such as vinyl acetate and / or vinyl esters of higher aliphatic carboxylic acids with up to 18 carbon atoms. Atoms that are free methacrylic acid or acrylic acid, (meth) acrylic acid amide or other common comonomers.
  • Particularly suitable polymers are selected from copolymers of (meth) acrylates, derived from alcohols with 6 to 12 carbon atoms and (meth) acrylic acid, the copolymerization preferably in the weight ratio of (meth) acrylate: (meth) acrylic acid in the range from 85:15 to 98.5: 1.5, or copolymers of (meth) acrylate, derived from alcohols with 6 to 12 carbon atoms, and styrene and (meth) acrylic acid, the copolymers preferably having been prepared in the weight ratio (meth) acrylate: (meth) acrylic acid in the range 85:15 to 98.5: 1.5 and 2 to 25% by weight of the (meth ) Acrylates had been replaced by styrene.
  • the polymer compounds are produced in particular by emulsion polymerization in an aqueous medium.
  • Preferred working temperatures in the polymerization are in the range from 70 ° C. to 90 ° C.
  • the water phase used for the aqueous emulsion polymerization preferably contains surface-active compounds, in particular anionic surfactants, to promote the water solubility of the monomer compounds, which are essentially water-insoluble.
  • surface-active compounds in particular anionic surfactants, to promote the water solubility of the monomer compounds, which are essentially water-insoluble.
  • the amount of these surfactants can make up, for example, up to 15% by weight, based on the monomer or monomer mixture used, and is advantageously in the range from about 1 to 15% by weight and in particular in the range from about 3 to 10% by weight. %, based in each case on the monomer weight.
  • the surface-active compounds can be used in their entirety from the beginning, but they can also, if desired, be added to the aqueous medium in the course of the reaction.
  • Suitable anionic surfactants belong, for example, to the classes of alkyl or aryl sulfonates, alkyl or aryl sulfates and ether sulfates. Suitable examples are fatty alcohol sulfates such as sodium lauryl sulfate or corresponding fatty alcohol ether sulfates such as the sodium salt of a C 12/14 fatty alcohol ⁇ 4 EO sulfate.
  • Other suitable anionic emulsifiers are alkylbenzene sulfonates, alkylphenol sulfates or alkylphenol ether sulfates.
  • emulsifiers are sulfosuccinic acid derivatives, for example dialkyl sulfosuccinates or sulfosuccinates of alkoxylated, in particular ethoxylated, alkanols, especially fatty alcohols.
  • Suitable polymerization catalysts are, for example, ammonium persulfate or potassium persulfate. Preferred amounts of the catalyst are in the range from about 0.05 to 0.8% by weight, in particular in the range from about 0.1 to 0.3% by weight, based on the monomers used.
  • the polymers are obtained directly as an aqueous emulsion, which can be used in this form in the lubricant.
  • the amount of polymer is always based on the active substance content of the polymer in the emulsion if no other information has been given.
  • the (meth) acrylate homo- or copolymers must not have too high an intrinsic viscosity, since otherwise a thread tension is observed and such polymers can no longer be emulsified in water.
  • the maximum limit of the intrinsic viscosity is 400, preferably 300 and in particular 250 ml g ⁇ 1, measured at 20 ° C in tetrahydrofuran.
  • the intrinsic viscosity [eta] should be above 50 and in particular above 150 ml g ⁇ 1, determined according to the method given, so that an increase in viscosity is noticeable in the specified lower amounts.
  • the lubricants may contain, as further constituents, emulsifiers, additives such as corrosion inhibitors, antistatic agents, adhesion promoters, bactericides, antioxidants, pH regulators and viscosity improvers.
  • Suitable emulsifiers are nonionic, anionic and cationic emulsifiers, for example partial esters of di- and / or triglycerol such as triglycerol monooleate, alkoxylated, preferably ethoxylated and / or propoxylated fats, oils, C8 ⁇ 22 fatty acids, C8 ⁇ 22 fatty alcohols and / or C8 ⁇ 22 fatty acid mono- and / or diethanolamides, such as optionally ethoxylated oleic acid mono- or diethanolamide, alkoxylated, preferably ethoxylated C8 ⁇ 22 fatty acids, the OH group of which is replaced by a C1 ⁇ 4 alkoxy group, alkali and / or ammonium salts of C8 ⁇ 22 alkyl sulfonates, alkali and / or ammonium salts of C8 ⁇ 22 alkyl sulfosuccinates such as sodium dioctyl sul
  • the lubricants are prepared in a manner known per se by mixing the specified constituents in the stated amounts at temperatures between 18 and 25 ° C. in any order.
  • the polymers are used in the form of their aqueous emulsions, generally as 10 to 40% by weight emulsions of active substance.
  • the aqueous emulsion is applied at temperatures between 18 and 25 ° C, preferably by spraying on the textile fibers. It is particularly favorable to allow the emulsion to act on the fibers for 6 to 10 hours before the fibers are carded and spun. Details on the treatment of fibers for the production of carded yarns can be found in the article "New aspects of finishing in the carded yarn spinning mill” by Dr. Veitenhansl et. al. in "textile practice international", August 1984, pages 748 to 758.
  • the aqueous emulsion is prepared in a manner known per se by mixing the fatty acid methyl ester-based lubricant with water at temperatures between 18 and 25.degree.
  • Textile fibers of natural and / or synthetic origin for example wool, polyester or wool / polyester mixtures, are suitable.
  • the optionally dyed textile fibers are present as flakes.
  • a fatty acid methyl ester-based lubricant has excellent spreading properties on textile fibers.
  • both the friction of individual fibers with one another and the friction between fibers and the metal surfaces are optimal.
  • the carded yarns produced have high tensile strength and good uniformity.
  • the wool flake was processed in a known manner to Nm 7 carded yarn.
  • wool flake was treated with a lubricant which, instead of 70.9% by weight of tallow fatty acid methyl ester and 2.5 g of polymer emulsion, treated with 73.4% by weight stearic acid isobutyl ester or 73.4% by weight stearic acid Contained 2-ethylhexyl ether.
  • the electrostatic charge of the treated wool flake was measured at the outlet of the card with a field strength measuring device from Eltex using the induction current method (measuring distance 100 mm).
  • the yarn uniformity of the carded yarn was measured using a Uster Tester III from Zellweger-Uster in a standard climate (20 ° C., 65% relative humidity).
  • the following can also be used. They provide spreading power and comparable results in the application test.
  • the polymers were prepared by placing 690 g of demineralized water, 10 g of diethylhexylsulfosuccinate sodium salt (as a 75% strength aqueous solution) and 0.2 g of ammonium peroxodisulfate in a three-necked flask equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping funnel and heating to 80 ° C. 300 g of the monomer mixture according to Table III were added and the mixture was stirred at 80 ° C. for one hour. Finely divided aqueous polymer emulsions were obtained. The intrinsic viscosities of the polymers were determined in tetrahydrofuran at 20 ° C.

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von C8-22-Fettsäuremethylestern in Schmälzmitteln für die Streichgarnspinnerei, ein Verfahren zum Schmälzen von Textilfasern zur Herstellung von Streichgarnen und Schmälzmittel enthaltend C8-22-Fettsäuremethylester und (Meth)Acrylate mit Grenzviskositäten unter 400 ml.g-1, gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Verwendung von C₈-C₂₂-Fettsäuremethylestern als Glättemittel in Schmälzmitteln für die Streichgarnspinnerei in Mischung mit Homo- und/oder Mischpolymere von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [eta] unter 400 ml·g⁻¹ in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-% - bezogen auf Schmälzmittel. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schmälzen von Textilfasern zur Herstellung von Streichgarnen.
  • Textilfasern, die zu Streichgarnen verarbeitet werden, werden vor dem Spinnen einem Krempelprozeß unterworfen. Während des Krempelns, das der Parallelisierung der Fasern sowie der Herstellung eines Faserverbandes dient, werden die Textilfasern mechanisch sehr stark beansprucht. Zur Vermeidung von Faserschädigung infolge einer hohen Reibung zwischen Fasern und Metalloberflächen (Faser/Metall-Reibung) sowie zur Erzielung einer optimalen Reibung der einzelnen Fasern untereinander (Faser/Faser-Reibung) werden daher die Textilfasern vor dem Krempeln mit einem Glättemittel enthaltenden Schmälzmittel behandelt. Schmälzmittel enthalten Glättemittel zur Vermeidung von Faserschädigung und Emulgatoren, damit sie als Emulsion appliziert werden können, sowie ggf. weitere Additive. In vielen Fällen werden Schmälzmittel mit Kohlenwasserstoffen als Glättemittel eingesetzt. Da diese Glättemittel biologisch schwer abbaubar sind, werden sie mehr und mehr durch gut abbaubare Glättemittel für Schmälzmittel, beispielsweise durch Fettsäureester, ersetzt (Textil Praxis International 1984 (8), 748-758).
  • Neben einer guten biologischen Abbaubarkeit ist ein gutes Spreitvermögen des Glätte- und Schmälzmittels auf der Faser unerläßlich. Schmälzmittel mit iso-Butylstearat oder 2-Ethylhexylstearat als Glättemittel sind zwar biologisch gut abbaubar, besitzen jedoch auf der Faser ein nicht zufriedenstellendes Spreitvermögen und damit verbunden keine optimale Faser/Faser- und Faser/Metall-Reibung während der Streichgarnherstellung.
  • In der internationalen Anmeldung WO 91/08336 werden textile Gleitmittel auf Basis von Glättemittel, Emulgatoren, Antistatika und/oder Netzmittel beschrieben, die bestimmte acrylat- und/oder methacrylathaltige Homo- und/oder Copolymere enthalten, um das Abschleudern der textilen Gleitmittel von der Faseroberfläche während der Faserherstellung und/oder -verarbeitung zu minimieren. Als Glättemittel für die textilen Gleitmittel werden auch Fettsäuremethylester genannt.
  • In der deutschen Patentschrift DE-C-39 36 975 werden Spulöle beschrieben, die Methylester von Fettsäuren sowie Fettalkoholpolymethacrylate enthalten. In beiden Dokumenten ist kein Hinweis auf Schmälzmittel zu finden.
  • In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 394 802 werden textile Gleitmittel und Schmälzen beschrieben, die als Glättemittel Fettsäuremethylester enthalten können. Die europäische Patentanmeldung betrifft jedoch ein Verfahren zur Reduzierung der Viskosität derartiger Schmälzen durch Zusatz von Triacetin.
  • Aufgabe der Erfindung bestand somit in der Entwicklung eines Schmälzmittels für die Streichgarnspinnerei, das neben einer guten biologischen Abbaubarkeit ein hervorragendes Spreitvermögen auf der Faser besitzt.
  • Es wurde gefunden, daß die an das zu entwickelnde Schmälzmittel gestellten Anforderungen erfüllt werden, wenn C₈₋₂₂-Fettsäuremethylester als Glättemittel in Schmälzmitteln eingesetzt werden.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Schmälzmittel auf Basis von Fettsäuremethylestern mit Viskositäten bereitzustellen, die im Bereich der Viskositäten von mineralölbasierten Schmälzmitteln liegen.
  • Als Viskositätsanhebung, d. h. zur Erhöhung der Viskosität des Schmälzmittels, können prinzipiell Triglyceride wie das höherviskose Rüböl oder polymere Verbindungen eingesetzt werden. Aus der deutschen Patentschrift DE-A-39 36 975 sind Spulöle bekannt, die zur Verhinderung der Abspritzneigung des Spulöls Fettalkoholpolymethacrylate enthalten. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A-39 24 160 sind Additive mit carboxylgruppenfreien Homo- und/oder Mischpolymere von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten von wenigstens 300, bevorzugt 800 ml g⁻¹ bekannt. Diese Additive vermögen aufgrund ihrer hohen Grenzviskosität das Fadenzieh- und/oder das Haftvermögen von Ölen und/oder Fetten zu verbessern.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung galt es jedoch nicht das Fadenzieh-und/oder Haftvermögen der Schmälzmittel mit den Fettsäuremethylestern zu erhöhen, sondern deren Viskosität.
  • Dies gelang durch Zusatz von Homo-und/oder Mischpolymeren von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [eta] unter 400 ml·g⁻¹ in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-% - bezogen auf Schmälzmittel - in besonderem Maße.
  • Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend die Verwendung eines oder mehrerer C₈₋₂₂-Fettsäuremethylester als Glättemittel für die Streichgarnspinnerei in Mischung mit 0,05 bis 10 Gew.-% - bezogen auf Schmälzmittel - der Viskositätsverbesserer Homo- und/oder Mischpolymeren von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [eta] unter 400 ml g⁻¹, gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran.
  • Die erfindungsgemäß verwendeten Fettsäuremethylester sind handelsübliche Produkte, die durch die an sich bekannte Veresterung der freien Fettsäure oder durch Umesterung von Fettsäuretriglyceriden mit Methanol meist in Gegenwart von sauren Katalysatoren hergestellt werden. Bevorzugt im Sinne der Erfindung werden Fettsäuremethylester, die durch Umesterung der natürlichen Triglyceride wie Kokosöl, Sojaöl, Rüböl, Sonnenblumenöl, Palmöl und Talgfett hergestellt worden sind. Die dabei anfallenden Methylester können ohne weitere Aufbereitung, nach destillativer Aufbereitung oder auch nach Hydrierung der ungesättigten Anteile verwendet werden. Demnach können Methylester von ungesättigten und/oder gesättigten Fettsäuren, vorzugsweise von Fettsäuren mit 12 bis 22 C-Atomen, wie Lauryl-, Öl-, Stearin-, Behenyl-, Linol-und/oder Linolensäure, verwendet werden.
  • Die Fettsäuremethylester werden in den Schmälzmitteln für die Streichgarnherstellung bevorzugt in Mengen von 50 bis 95, vorzugsweise 60 bis 90 Gew.-% verwendet.
  • Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schmälzen von Textilfasern zur Herstellung von Streichgarnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilfasern mit einer wäßrigen Emulsion behandelt werden, die einen Aktivsubstanzgehalt - bezogen auf das Fasergewicht - von 1 bis 6 Gew.-% Schmälzmittel enthaltend
    60 bis 90 Gew.-% C₈₋₂₂-Fettsäuremethylester
    5 bis 39,95 Gew.-% Emulgatoren und
    0,05 bis 10 Gew.-% Homo- und/oder Mischcopolymere von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [eta] unter 400 mg g⁻¹, gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran, und
    0 bis 10 Gew.-% Additive aufweisen.
  • Die wesentlichen Monomerbausteine der als Viskositätsverbesserer vorgesehenen Polymerverbindungen sind ausgewählte Ester der Acrylsäure und/oder der Methacrylsäure - im folgenden der Einfachheit halber als (Meth)Acrylate bzw. (Meth)Acrylsäureester bezeichnet. Die Alkoholkomponente dieser (Meth)Acrylate leitet sich von geradkettigen und/oder verzweigten monofunktionellen Alkoholen mit 4 bis 18 C-Atomen ab, wobei solche des C-Kettenbereichs von 6 bis 12 besonders bevorzugt sind wie n-Butyl(meth)acrylat, n-Hexyl(meth)-acrylat, n-Decyl(meth)acrylat und/oder 2-Ethylhexyl(meth)acrylat. Die Polymerverbindungen können Homopolymerisate und/oder Copolymerisate des angegebenen Typs sein, wobei im Bereich der Copolymerisate begrifflich zwei Klassen zu trennen sind. In der ersten Klasse werden unterschiedliche (Meth)Acrylate der angegebenen Definition miteinander copolymerisiert und bilden damit ein Copolymerisat. In der zweiten Klasse sind Copolymerisate solche mit Anteilen an polymerisierbaren Comonomeren, die nicht (Meth)Acrylate sind. Im letzten Fall sind höchstens etwa gleiche Mengenanteile der Comonomeren im Polymermolekül vorhanden. Zweckmäßigerweise liegt in diesem Fall der Comonomergehalt bei höchstens 35 Gew.-% und vorzugsweise bei nicht mehr als 25 Gew.-% - jeweils bezogen auf das Monomergemisch. Vergleichsweise geringe Mengen mit 5 bis 10 Gew.-% der Comonomeren im Polymermolekül können besonders zweckmäßig sein. Geeignete Comonomere der zuletzt genannten Art können beispielsweise Styrol und Styrolderivate wie Alkylstyrole, (Meth)Acrylate von monofunktionellen Alkoholen mit weniger als 4 C-Atomen, Acrylnitril, Vinylester von aliphatischen Carbonsäuren wie Vinylacetat und/oder Vinylester höherer aliphatischer Carbonsäuren mit bis zu 18 C-Atomen, die freien Methacrylsäure oder Acrylsäure, (Meth)Acrylsäureamid oder auch weitere übliche Comonomere sein. Besonders geeignete Polymere sind ausgewählt aus Copolymerisaten von (Meth)Acrylaten, abgeleitet von Alkoholen mit 6 bis 12 C-Atomen und (Meth)Acrylsäure, wobei die Copolymerisation vorzugsweise im Gewichtsverhältnis von (Meth)Acrylat:(Meth)Acrylsäure im Bereich von 85:15 bis 98,5:1,5 hergestellt worden sind, oder Copolymerisate von (Meth)acrylat, abgeleitet von Alkoholen mit 6 bis 12 C-Atomen, und Styrol und (Meth)Acrylsäure, wobei die Copolymerisate vorzugsweise im Gewichtsverhältnis (Meth)Acrylat:(Meth)Acrylsäure im Bereich 85:15 bis 98,5:1,5 hergestellt worden sind und 2 bis 25 Gew.-% der (Meth)Acrylate durch Styrol ersetzt worden war.
  • Die Herstellung der Polymerverbindungen erfolgt insbesondere durch Emulsionspolymerisation in einem wäßrigen Medium. Bevorzugte Arbeitstemperaturen bei der Polymerisation liegen im Bereich von 70 °C bis 90 °C.
  • Die zur wäßrigen Emulsionspolymerisation eingesetzte Wasserphase enthält vorzugsweise oberflächenaktive Verbindungen, insbesondere anionische Tenside, zur Begünstigung der Wasserlöslichkeit der an sich weitgehend wasserunlöslichen Monomerverbindungen. Die Menge dieser Tenside kann beispielsweise bis zu 15 Gew.-% - bezogen auf das eingesetzte Monomere bzw. Monomergemisch - ausmachen und liegt zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere im Bereich von etwa 3 bis 10 Gew.-%, bezogen jeweils auf das Monomergewicht. Die oberflächenaktiven Verbindungen können in ihrer Gesamtheit von Anfang an eingesetzt werden, sie können aber auch gewünschtenfalls im Verlaufe der Reaktion dem wäßrigen Medium zugegeben werden. Geeignete anionische Tenside zählen beispielsweise zu den Klassen der Alkyl- bzw. Arylsulfonate, der Alkyl- bzw. Arylsulfate und der Ethersulfate. Geeignete Beispiele sind etwa Fettalkoholsulfate wie Natriumlaurylsulfat oder entsprechende Fettalkoholethersulfate wie das Natriumsalz eines C12/14-Fettalkohol · 4 EO-Sulfats. Andere geeignete anionische Emulgatoren sind Alkylbenzolsulfonate, Alkylphenolsulfate bzw. Alkylphenolethersulfate. Eine wichtige Emulgatorenklasse sind Sulfobernsteinsäurederivate beispielsweise Dialkylsulfosuccinate oder Sulfosuccinate von alkoxylierten inbesondere ethoxylierten Alkanolen insbesondere Fettalkoholen.
  • Wichtig ist, daß die Reaktanten und das Reaktionssystem in adäquater Weise Sauerstoff-frei gehalten werden. Durch Spülung mit Inertgas und Durchführung der Polymerisationsreaktion unter Inertgas wird diese Bedingung in an sich bekannter Weist erfüllt. Geeignete Polymerisationskatalysatoren sind beispielsweise Ammoniumpersulfat oder Kaliumpersulfat. Bevorzugte Mengen des Katalysators liegen im Bereich von etwa 0,05 bis 0,8 Gew.-%, insbesondere im Bereich von etwa 0,1 bis 0,3 Gew.-% - bezogen auf eingesetzte Monomere.
  • Nach dem Verfahren der wäßrigen Emulsionspolymerisation fallen die Polymere direkt als wäßrige Emulsion an, die in dieser Form im Schmälzmittel eingesetzt werden können. Die Mengenangaben an Polymer ist stets auf Aktivsubstanzgehalt an Polymer der Emulsion bezogen, wenn keine anderen Angaben gemacht wurden.
  • Für den beabsichtigten Anwendungszweck dürfen die (Meth)Acrylathomo- oder copolymerisate keine zu hohe Grenzviskosität aufweisen, da ansonsten ein Fadenzug beobachtet wird und derartige Polymere nicht mehr in Wasser emulgiert werden können. Die Höchstgrenze der Grenzviskosität liegt bei 400, vorzugsweise 300 und insbesondere bei 250 ml g⁻¹, gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran. Auf der anderen Seite sollte die Grenzviskosität [eta] über 50 und insbesondere über 150 ml g⁻¹, bestimmt nach angegebener Methode, betragen, damit in den angegebenen niederen Mengen eine Viskositätserhöhung bemerkbar ist.
  • Die angegebenen Grenzviskositätszahlen [eta] sind fachüblich, vergleiche hierzu Vollmert "Grundriß der makromolekularen Chemie" Band III, Seiten 55-61, Karlsruhe 1982.
  • Als weitere Bestandteile können die Schmälzmittel Emulgatoren, Additive wie Korrosionsschutzmittel, Antistatika, Haftvermittler, Bakterizide, Antioxidantien, pH-Wert-Regulantien und Viskositätsverbesserer enthalten.
  • Als Emulgatoren eignen sich nichtionische, anionische und kationische Emulgatoren, beispielsweise Partialester von Di- und/oder Triglycerin, wie Triglycerinmonooleat, alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte und/oder propoxylierte Fette, Öle, C₈₋₂₂-Fettsäuren, C₈₋₂₂-Fettalkohole und/oder C₈₋₂₂-Fettsäuremono- und/oder diethanolamide, wie gegebenenfalls ethoxylierte Ölsäuremono- oder diethanolamid, alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte C₈₋₂₂-Fettsäuren, deren OH-Gruppe durch eine C₁₋₄-Alkoxygruppe ersetzt ist, Alkali- und/oder Ammoniumsalze von C₈₋₂₂-Alkylsulfonaten, Alkali- und/oder Ammoniumsalze von C₈₋₂₂-Alkylsulfosuccinaten, wie Natriumdioctylsulfosuccinat, und/oder Aminoxide, wie Dimethyldodecylaminoxid.
  • Die Schmälzmittel werden auf an sich bekannte Weise hergestellt, indem die angegebenen Bestandteile in den angegebenen Mengen bei Temperaturen zwischen 18 und 25 °C miteinander in beliebiger Reihenfolge gemischt werden. Die Polymere werden in Form ihrer wäßrigen Emulsionen eingesetzt, in der Regel als 10 bis 40 gew.-%ige Emulsionen an Aktivsubstanz.
  • Die wäßrige Emulsion wird bei Temperaturen zwischen 18 und 25 °C, vorzugsweise durch Sprühen auf die Textilfasern appliziert. Besonders günstig ist es, die Emulsion 6 bis 10 Stunden auf die Fasern einwirken zu lassen, bevor die Fasern gekrempelt und versponnen werden. Einzelheiten zur Behandlung von Fasern für die Herstellung von Streichgarnen ist dem Artikel "Neue Aspekte des Avivierens in der Streichgarnspinnerei" von Dr. Veitenhansl et. al. in "textil praxis international", August 1984, Seiten 748 bis 758 zu entnehmen.
  • Die wäßrige Emulsion wird in an sich bekannter Weise hergestellt, indem das Schmälzmittel auf Fettsäuremethylesterbasis mit Wasser bei Temperaturen zwischen 18 und 25 °C gemischt wird.
  • Als Textilfasern eignen sich Textilfasern natürlichen und/oder synthetischen Ursprungs, beispielsweise Wolle, Polyester oder Wolle/Polyester Mischungen. Die gegebenenfalls gefärbten Textilfasern liegen als Flocke vor.
  • Ein Schmälzmittel auf Fettsäuremethylesterbasis hat auf Textilfasern ein hervorragendes Spreitvermögen. Während der Streichgarnherstellung, insbesondere während des Krempel- und Spinnprozesses ist sowohl die Reibung einzelner Fasern untereinander als auch die Reibung zwischen Fasern und den Metalloberflächen optimal. Die hergestellten Streichgarne besitzen eine hohe Reißfestigkeit und eine gute Gleichmäßigkeit.
    • Beispiele Bestimmung des Spreitvermögens
  • Auf ungefärbtes, mit Ethanol/Petrolether extrahiertes Wollgewebe (230 g/m) wurden 2 g
    • A) Talgfettsäuremethylester
    • B) Schmälzmittel aus
      73,4 Gew.-% Talgfettsäuremethylester
      4,2 Gew.-% C16/18-Fettalkohol · 5 Mol Ethylenoxid
      2,5 Gew.-% C12/14-Fettalkohol · 2 Mol Ethylenoxid
      3,4 Gew.-% Kokosfettsäurediethanolamid
      5,8 Gew.-% Ölsäure · 25 Mol Ethylenoxid
      5,8 Gew.-% Phosphorsäureester von 2-Ethylhexanol · 2 Mol Ethylenoxid, Kaliumsalz
      0,4 Gew.-% 40 gew.-%ige Kalilauge
      0,4 Gew.-% Konservierungsmittel (Mergal K11; Riedel de Häen) und
      4,1 Gew.-% Wasser.
      Viskosität nach Ubbelohde gemäß DGF C-IV-7 bei 25 °C = 6 mm²s⁻¹
    • C) Schmälzmittel analog B, jedoch mit lediglich 70,9 Gew.-% Talgfettsäuremethylester und zusätzlich 2,5 Gew.-% einer 30 gew-%igen wäßrigen Emulsion eines Polymers aus 80 Gew.-% Ethylhexylacrylat, 15 Gew.-% Styrol und 5 Gew.-% Methacrylsäure (= Polymer 1 aus Tabelle III). Viskosität nach Ubbelohde gemäß DGF C-IV-7 bei 25 °C = 50 mm²s⁻¹.
    • D) Stearinsäure-isobutylester,
    • E) Stearinsäure-2-ethylhexylester,
    die mit einem öllöslichen Farbstoff (Sudannot 7 B) angefärbt war, gegeben.
  • Anschließend wurde das Spreitvermögen des Fettsäureesters auf dem Wollgewebe im Normklima (20 °C, 65 % relative Feuchte) bestimmt. Als Maß für das Spreitvermögen wurde der Durchmesser der benetzten Fläche nach einer bestimmten Zeit herangezogen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I zusammengefaßt (je größer die benetzte Fläche ist, um so besser ist das Spreitvermögen). Tabelle I
    Spreitvermögen
    Beispiel Durchmesser in mm² der benetzten Fläche nach
    1 Minute 3 Minuten 5 Minuten
    A 38 50 56
    B 35 48 55
    C 35 45 53
    D 32 40 43
    E 28 40 43
  • Aus Tabelle I ist ersichtlich, daß der reine Methylester (A), das Schmälzmittel mit ausschließlich Methylester (B) und das mit Polymeren verdickte Schmälzmittel (C) besseres Spreitvermögen haben als die aus dem Stand der Technik bekannten Fettsäureester mit anderen Alkoholresten (D, E).
    • Anwendungsbeispiel
  • Auf 500 kg gefärbter, getrockneter, nicht avivierter Wollflocke wurden 20 kg eines Schmälzmittels mit der Zusammensetzung C in Form einer wäßrigen Emulsion (20 kg Schmälzmittel in 80 kg Wasser) durch Sprühen aufgebracht.
  • Nach einer Einwirkzeit von 7 Stunden wurde die Wollflocke in bekannter Weise zu Streichgarn Nm 7 verarbeitet.
  • Zum Vergleich wurde unter den genannten Bedingungen Wollflocke mit einem Schmälzmittel behandelt, das anstelle von 70,9 Gew.-% Talgfettsäuremethylester und 2,5 g Polymeremulsion 73,4 Gew.-% Stearinsäure-isobutylester oder 73,4 Gew.-% Stearinsäure-2-ethylhexylether enthielt.
  • Die elektrostatische Aufladung der behandelten Wollflocke wurde am Ausgang der Krempel mit einem Feldstärkemeßgerät der Firma Eltex nach der Induktionsstrommethode (Meßabstand 100 mm) gemessen.
  • Die Messungen der Garnreißfestigkeit (cN/tex) und der Dehnung (%) wurden mit einem Statimat M der Firma Textechno im Normklima (20 °C, 65 % relative Feuchte) durchgeführt.
  • Die Garnungleichmäßigkeit des Streichgarns wurde mit einem Uster Tester III der Firma Zellweger-Uster im Normklima (20 °C, 65 % relative Feuchte) gemessen.
  • Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle II zusammengefaßt: Tabelle II
    Schmälzmittel, enthaltend als Fettsäureester elektrostatische Aufladung KV/m Garnreißfestigkeit cN/tex Dehnung % Garnungleichmäßigkeit %
    Talgfettsäuremethylester -5 0,46 16,3 12,5
    zum Vergleich: Stearinsäureisobutylester -4 0,38 17,0 13,0
    Stearinsäure-2-ethylhexylester -5 0,40 14,8 14,2
  • Anstelle des in Schmälzmittels C eingesetzten Polymers können auch folgende (siehe Tabelle 3) eingesetzt werden. Sie liefern ein Spreitvermögen und in den Anwendungstest vergleichbare Ergebnisse. Die Polymere wurden hergestellt, indem man in einem Dreihalskolben versehen mit Rührer, Rückflußkühler, Tropfrichter 690 g demineralisiertes Wasser, 10 g Diethylhexylsulfosuccinat-Natriumsalz (als 75 %ige wäßrige Lösung) und 0,2 g Ammoniumperoxodisulfat vorlegte und auf 80 °C erhitzte. Dazu wurden 300 g der Monomerenmischung gemäß Tabelle III zugegeben und eine Stunde bei 80 °C nachgerührt.
    Man erhielt feinteilige wäßrige Polymer-Emulsionen.
    Die Grenzviskositäten der Polymeren wurden in Tetrahydrofuran bei 20 °C bestimmt.
    Figure imgb0001

Claims (9)

  1. Verwendung eines oder mehrerer C₈₋₂₂-Fettsäuremethylester als Glättemittel in Schmälzmitteln für die Streichgarnspinnerei in Mischung mit 0,05 bis 10 Gew.-%-bezogen auf Schmälzmittel - der Viskositätsverbesserer Homo- und/oder Mischpolymeren von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [eta] unter 400 ml g⁻¹, gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran.
  2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ungesättigte und/oder gesättigte C₁₂₋₂₂-Fettsäuremethylester verwendet werden.
  3. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettsäuremethylester in Mengen von 50 bis 95, vorzugsweise 60 bis 90 Gew.-% - bezogen auf Schmälzmittel - verwendet werden.
  4. Verfahren zum Schmälzen von Textilfasern zur Herstellung von Streichgarnen, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilfasern mit einer wäßrigen Emulsion behandelt werden, die einen Aktivsubstanzgehalt - bezogen auf das Fasergewicht - von 1 bis 6 Gew.-% Schmälzmittel enthaltend
    60 bis 90 Gew.-% C₈₋₂₂-Fettsäuremethylester
    5 bis 39,95 Gew.-% Emulgatoren und
    0,05 bis 10 Gew.-% Homo- und/oder Mischcopolymere von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [eta] unter 400 mg g⁻¹, gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran, und
    0 bis 10 Gew.-% Additive aufweisen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Alkoholkomponente der (Meth)Acrylsäureester sich von geradkettigen und/oder verzweigten monofunktionellen Alkoholen mit 4 bis 18, vorzugsweise 6 bis 22 C-Atomen, ableiten.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischpolymerisate der (Meth)Acrylsäureester bis 35, vorzugsweise bis 25 und insbesondere 5 bis 10 Gew.-% - bezogen auf Monomergemisch - polymerisierbare Comonomere enthalten.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischpolymerisate Copolymerisate von (Meth)Acrylsäureester von Alkoholen mit 6 bis 12 C-Atomen und (Meth)Acrylsäure oder (Meth)Acrylsäureester von Alkoholen mit 6 bis 12 C-Atomen, (Meth)Acrylsäure und Styrol sind.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die (Meth)Acrylsäureester Grenzviskositäten [eta] unter 300, vorzugsweise unter 250 und bevorzugt über 50 und insbesondere über 150 ml g⁻¹ bei 20 °C in Tetrahydrofuran, aufweisen.
  9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Emulsion auf die Textilfasern gesprüht wird.
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