EP1472407A1 - Verwendung von ethoxylierten fetts uren als gl ttemitte l f r synthetische und nat rliche fasern - Google Patents

Verwendung von ethoxylierten fetts uren als gl ttemitte l f r synthetische und nat rliche fasern

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EP1472407A1
EP1472407A1 EP03704478A EP03704478A EP1472407A1 EP 1472407 A1 EP1472407 A1 EP 1472407A1 EP 03704478 A EP03704478 A EP 03704478A EP 03704478 A EP03704478 A EP 03704478A EP 1472407 A1 EP1472407 A1 EP 1472407A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
formula
fibers
wool
compounds
smoothing
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP03704478A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Becker
Raymond Mathis
Holger Bender
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Cognis IP Management GmbH
Original Assignee
Cognis Deutschland GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Cognis Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Publication of EP1472407A1 publication Critical patent/EP1472407A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • 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
    • D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06M—TREATMENT, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE IN CLASS D06, OF FIBRES, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR FIBROUS GOODS MADE FROM SUCH MATERIALS
    • D06M7/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made of other substances with subsequent freeing of the treated goods from the treating medium, e.g. swelling, e.g. polyolefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06M2101/00—Chemical constitution of the fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, to be treated
    • D06M2101/02—Natural fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/10—Animal fibres
    • D06M2101/12—Keratin fibres or silk
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    • D06M2101/16—Synthetic fibres, other than mineral fibres
    • D06M2101/30—Synthetic polymers consisting of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06M2101/32—Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/20—Treatment influencing the crease behaviour, the wrinkle resistance, the crease recovery or the ironing ease
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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 present invention relates on the one hand to the use of certain ethoxylated fatty acids as smoothing agents for synthetic and natural fibers and to smoothing agents which contain such ethoxylated fatty acids and to a process for smoothing synthetic or natural fibers,
  • Natural and synthetic staple fibers which are generally processed for the production of sliver, yarn or textile fabrics, require so-called smoothing agents that process the fiber material as gently as possible in the process stages of cleaning, opening, mixing, carding, stretching, combing, combing, spinning, weaving , Twisting, embroidery and needling.
  • smoothing agents that process the fiber material as gently as possible in the process stages of cleaning, opening, mixing, carding, stretching, combing, combing, spinning, weaving , Twisting, embroidery and needling.
  • the textile fiber material is exposed to high mechanical stress, which can lead to a shortening of the fibers and thus to a reduction in yield.
  • the shortening of the fibers has a significant negative impact on the quality characteristics of the manufactured product (e.g. carding or card sliver, stretch belt, sliver, roving, yarn, twine, fabric, knitted fabric, non-woven).
  • the quality characteristics of the manufactured product e.g. carding or card sliver, stretch belt, sliver, roving, yarn, twine, fabric, knitted fabric, non-woven.
  • short fibers cause a poorer yield and a lower efficiency of the machines involved in the textile manufacturing process, a larger volume of waste, e.g. B.
  • connections should be easy to wash out and should not contain any resinous components that stick or even damage the fibers.
  • agents sought should of course also meet all other requirements placed on smoothing agents. These include resistance to oxidative stress, biodegradability, toxicological compatibility but also good wettability to enable the agents to be evenly distributed on the fibers. However, since the smoothing agents are only used for certain process steps, they must be easy to wash off as completely as possible after use.
  • R represents a linear or branched, saturated or unsaturated alkyl or alkylene radical having 5 to 21 carbon atoms and n is a number from 0.5 to 1.5, are dissolved as smoothing agents for synthetic and natural fibers.
  • the compounds of formula (I) used according to the invention are known ethoxylated fatty acids. According to the invention, however, these are characterized by a low degree of ethoxylation and at the same time show a restricted homolog distribution.
  • the production of these products is described, for example, in WO 98/25878, where, according to the teaching of this document, fatty acids are reacted with ethylene oxide in the presence of alkanolamines at elevated temperatures, preferably at 120 to 180 ° C. and, if appropriate, increased pressure.
  • Fatty acids are to be understood as meaning aliphatic carboxylic acids of the formula (II)
  • R ' is an aliphatic, linear or branched alkyl or alkylene radical having 5 to 21, preferably 11 to 17 carbon atoms and 0 and / or 1, 2 or 3 double bonds.
  • Typical examples are caproic acid, caprylic acid, 2-ethylhexanoic acid, capric acid, lauric acid,
  • Isotridecanoic acid myristic acid, palmitic acid, palmoleic acid, stearic acid, isostearic acid, oleic acid, Elaidic acid, petroselinic acid, linoleic acid, linolenic acid, elaeostearic acid, arachic acid, gadoleic acid, behenic acid and erucic acid and their technical mixtures, which are used, for example, in the pressure splitting of natural fats and oils, in the reduction of aldehydes from Roelen's oxosynthesis or the dimerization of unsaturated fatty acids attack.
  • Technical fatty acids with a total of 12 to 18 carbon atoms, such as, for example, coconut, palm, palm kernel or tallow fatty acids or mixtures thereof, are preferred.
  • Typical examples of alkanolamines which can be used as basic catalysts are monoethanolamine, diethanolamine and preferably triethanolamine.
  • the alkanolamines are usually used in amounts of 0.1 to 3, preferably 0.5 to 1.5,% by weight, based on the fatty acids.
  • the ethoxylation itself can be carried out in a manner known per se.
  • the ethoxylated fatty acids of formula (I) used according to the invention are preferably selected so that in formula (I) R represents an at least monounsaturated alkylene radical.
  • R in formula (I) is a monounsaturated alkylene radical having 17 carbon atoms. It is an ethoxylated oleic acid containing 0.5 to 1.5 moles of EO per mole of fatty acid. In this case, a compound which has exactly 1 mol of EO per mol of fatty acid is particularly preferred.
  • the compounds of the formula (I) are preferably used as smoothing agents for keratin fibers, in particular for wool.
  • wool is sheep wool (abbreviation: WO), i.e. H. the 5-30 cm long hair of the domestic sheep with its different breeds (example: Merino).
  • wool As a protein fiber, wool (sheep's wool) mainly consists of keratins, which are among the ski protein, density of wool: 1.32. The water absorption at 21 ° C is 15-17%, the swelling value 40-45%. When moving in boiling water, the wool fibers become matted. H. they can be walked and processed into felt. Wool is stable up to approx. 150 ° C in a dry atmosphere, decomposition occurs at 250 ° C,
  • Macrofibrils cell nucleus residues and cell membrane - it supplies the lipid portion of wool (approx. 1%) - form the cortex cell.
  • the plate-shaped cells of the cuticle or scale cover overlap around the cortex or fiber trunk.
  • the structure of the wool corresponds to that described under hair, which is basically the same for human and animal hair.
  • high-quality new wool as wool obtained from living sheep by shearing, sterling wool (from dead sheep), skin or fur wool (from slaughtered animals, depending on the fur treatment between sweat, and enzyme wool is differentiated) and tannin wool (wool from tannery), see also DIN 60004: 1974-11.
  • tearing wool is wool recovered from old material.
  • the cleaned wool is processed on worsted (slightly wavy, 170-550 mm long) or on carded yarn (heavily crimped, 36-250 mm long).
  • the diameter (fineness) of the wool fiber whereby 10 degrees of fineness are differentiated between AAAA wool ( ⁇ 17 ⁇ m) and F wool (> 60 ⁇ m).
  • Products made of "pure wool” must consist of approximately 95%, those of "wool” approximately 62% of pure sheep's wool. The proportion of the latter in "wool blends" must be about 51-70%.
  • the wool can also be subjected to certain textile finishing, such as milling, carbonizing, chlorination or bleaching (Harris process).
  • the compounds of the formula (I) as smoothing agents for synthetic fibers, preferably polyester fibers.
  • This also includes mixtures of polyester or other synthetic fibers with natural fibers, preferably keratin fibers and in particular wool.
  • the use of the compounds of the formula (I) as a smoothing agent for polyester / wool blends is particularly preferred, wool being predominantly present here, preferably 70 to 80%, while the rest is 100% polyester fibers or other suitable fibers.
  • the present invention also relates to the use of compounds of the formula (I) as lubricants for the production of sliver.
  • the compounds of the formula (I) can be used in various ways within the meaning of the present invention. On the one hand, they can be sprayed as such onto the fibers to be smoothed or applied in another way, and on the other hand, and this is preferred, they can be used in the form of ready-made smoothing agents.
  • such prepared smoothing agents contain at least one further co-component, namely emulsifiers, as lubricants, it being preferred that the compounds of the formula (I) in a mixture with emulsifiers in a weight ratio of 99: 1 to 30: 70 are available. Both individual components and preferably mixtures of different emulsifiers can be used. Preferred proportions are in the range from 80:20 to 60:40 (compounds of the formula (I): emulsifiers).
  • the emulsifiers in the smoothing agents according to the invention can be nonionic, anionic and cationic emulsifiers.
  • partial esters of di- and / or triglycerol such as triglycerol monooleate, alkoxylated, preferably ethoxylated and / or propoxylated fats, oils, Cs-22 fatty acids, Cs ⁇ 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 d-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 di
  • R '" is an alkyl radical having 8 to 22 carbon atoms and m is a number from 1 to 10. It may furthermore be advantageous to use mixtures of different emulsifiers.
  • nonionic with anionic emulsifiers are used used together with other auxiliaries, in particular pH regulators, as a package.
  • Fatty acid methyl esters and in particular those fatty acid methyl esters of vegetable origin can preferably be used as additional lubricants for the assembled smoothing agents. These are described, for example, in DE 198 47 497 A1 by the applicant.
  • fatty acid methyl esters or other suitable lubricants and the compounds of the formula (I) are used in combination, it has proven advantageous to use them in a ratio of preferably 2: 1 to 1: 5.
  • Quantity ratios of other smoothing agents to compounds of formula (I) of 1: 1 to 1: 3 are preferably used.
  • Typical mixtures contain, for example, 20 to 80% by weight of the smoothing agent of the formula (I) according to the invention and the remainder on 100% methyl ester according to the disclosure of DE 198 47 497 AI. It can also be advantageous if the compounds of the formula (I) are in the there is a quantitative excess to other smoothing agents.
  • the made-up smoothing agents according to the invention contain the emulsifiers in total in amounts of 1 to 70% by weight and the compound of formula (I) and, if appropriate, further lubricants in amounts of 30 to 99% by weight and, if appropriate, further ingredients. It can also be advantageous that the made-up smoothing agents still contain water. Of course, this is especially true when the smoothing agents are formulated in the form of aqueous emulsions.
  • antistatic agents, preservatives, pH regulators or anti-foaming agents are to be mentioned in particular and preferably. However, these can also be added separately during the wool treatment.
  • triglycerides such as the higher-viscosity rapeseed oil or polymeric compounds can be used as viscosity generators, ie to increase the viscosity of the melt.
  • Spooling oils are known from German patent DE 39 36 975 which contain fatty alcohol polymethacrylates to prevent the spooling oil from spraying.
  • German published patent application DE 39 24 160 describes additives with carboxyl-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, measured at 20 ° C. in tetrahydrofuran, known.
  • the specified intrinsic viscosities [ ⁇ ] are customary in the art and are described, for example, in Vollmert, “Floor Plan of Macromolecular Chemistry”, Volume III, pages 55 to 61, published by E. Vollmert, Düsseldorf 1982. and / or to improve the adhesiveness of oils and / or fats.
  • the lubricants according to the invention are produced 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.
  • Another object of the present application relates to a method for smoothing synthetic or natural fibers, wherein the fiber compounds of formula (I) in amounts of 0.01 to 15 wt .-%, preferably 0.1 to 12 wt .-% and in particular from 0.1 to 5.0% by weight, based on the fiber weight.
  • the application is carried out in all ways known to the person skilled in the art, preferably by spraying on before carding.
  • the method according to the invention is particularly preferred when it comes to smoothing wool fibers. In this case, too, it has proven advantageous to use mixtures of wool and other fibers, preferably polyester fiber.
  • the method according to the invention or the use of the ethoxylated fatty acid advertised according to the invention leads on the one hand to improved smoothness of the finished material. This can be used to control the machines involved in further processing. B. to let the cards work at maximum speed without causing undesirable substrate damage. Furthermore, it is possible to increase the yield while the processing speed remains the same. Furthermore, the use of the ethoxylated fatty acids, preferably in combination with animal or vegetable methyl esters, leads to significantly improved protection of the finished fibers against electrostatic charging in the process steps of carding / carding and stretching, combing, spinning, twisting or needling. This can be used, for example, to the effect that the wool can be dried more strongly after washing, which consequently leads to an improved excretion of vegetable wool impurities in the carding process without the occurrence of disruptive electrostatic charges.
  • the use of the ethoxylated fatty acid esters according to the invention can lead to an improvement in the economy of the entire manufacturing process.
  • the roving yield by, for example, 0.3%
  • the sales volume of roving by a medium-sized roving manufacturer is improved by 30,000 kg per year.
  • a smoothing agent according to the invention was produced from the following components:
  • This agent was compared with a smoothing agent of the same composition, but only vegetable fatty acid methyl esters (mixture of coconut / palm kernel / palm oil fatty acid methyl ester according to Example 2 in DE 19847497) were present.
  • the comparative product of the prior art reached 8.8%, while the agent according to the invention achieved the value 8.2%.
  • the value of 110 volts was reached for the comparison product during carding belt charging, while a value of 77 volts could be achieved with the agent according to the invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Treatments For Attaching Organic Compounds To Fibrous Goods (AREA)

Abstract

Verwendung von Verbindungen der Formel I R-COOCH2CH2OnH I in der R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkyl- oder Alkylenrest mit 5 bis 21 C-Atomen steht und n eine Zahl von 0,5 bis 1,5 bedeutet, als Glättemittel für synthetische und natürliche Fasern, vorzugsweise für Wollfasern.

Description

"Verwendung von ethoxylierten Fettsäuren als Glättemittel für synthetische und natürliche Fasern"
Die vorliegende Erfindung betrifft zum einen die Verwendung bestimmter ethoxylierter Fettsäuren als Glättemittel für synthetische und natürliche Fasern sowie Glättemittel, die derartige ethoxylierte Fettsäuren enthalten sowie ein Verfahren zum Glätten von synthetischen oder natürlichen Fasern,
Natürliche und synthetische Stapelfasern, die zur Herstellung von Kammzügen, Garnen oder textilen Flächengebilden allgemein verarbeitet werden, benötigen sogenannte Glättemittel, die eine möglichst schonende Verarbeitung des Fasermaterials in den Prozeßstufen Reinigen, Öffnen, Mischen, Krempeln, Strecken, Kämmen, Nachkämmen, Spinnen, Weben, Zwirnen, Sticken und Vernadeln zulassen. Bei den Verarbeitungsstufen, die den eigentlichen Faden - bzw. flächenbildenden Prozessen vorgeschaltet sind, wie z. B. beim Krempeln oder Kardieren, wird das textile Fasermaterial einer hohen mechanischen Beanspruchung ausgesetzt, die zu einer Faserverkürzung und damit zu einer Reduzierung der Ausbeute führen kann.
Die Fasereinkürzung hat einen signifikant negativen Einfluss auf die Qualitätsmerkmale des gefertigten Produkts (z. B. Krempel- oder Kardenband, Streckenband, Kammzug, Vorgarn, Garn, Zwirn, Gewebe, Gestrick, Non-Woven). Im Vergleich zu ungeschädigtem Fasermaterial verursachen Kurzfasern eine schlechtere Ausbeute und einen schlechteren Wirkungsgrad der am Textilfertigungsprozess beteiligten Maschinen, ein größeres Abfallvolumen, z. B. beim Krempeln und beim Kämmen/Nachkämmen, eine unerwünschte, vermehrte Haarigkeit des hergestellten Garns, Zwirns, Gewebes oder Gestricks, vermehrte Vlies-, Vorgarn-, Garn- und Zwirnabrisse, eine reduzierte Festigkeit des hergestellten Garns, Zwirns, Gewebes, Gestricks oder des Non-Wovens, eine schlechtere Gleichmäßigkeit des hergestellten Garns, Zwirns, Gewebes, Gestricks oder des Non-Wovens und eine schlechtere Dehnung des hergestellten Garns, Zwirns, Gewebes, Gestricks und des Non-Wovens.
Besondere Bedeutung hat diese Problematik bei der Verarbeitung von keratinischen Fasern, insbesondere von Wolle. Wolle, die zu Kammzügen verarbeitet werden soll, muss vor dem eigentlichen Spinnprozess durch einen intensiven Waschvorgang von anorganischen Faserbegleitstoffen wie Sand, Staub, vom Wollschweiß und von organischen Faserbegleitstoffen wie Stroh, Futterresten, Wolle und Fett befreit werden. Durch Entfernen der Faserbegleitstoffe, insbesondere durch das Entfernen der Wollwachse und Wollfette, werden die statischen und dynamischen Reibungsverhältnisse der Wolle aber stark verändert, so daß die Weiterverarbeitung der Wolle, insbesondere dort, wo intensive Faser/Faser- und Faser/Metallreibung auftreten, äußerst problematisch wird. Vor allem während des Krempelvorgangs, in dem durch Parallelisierung und Feinöffnen ein Faserverband hergestellt wird, wird das Wollfasermaterial stark beansprucht. Diese Beanspruchung führt häufig zu elektrostatischen Aufladungen, einer Reduzierung der mittleren Stapellänge der Wolle und zu vermehrtem Kämmabfall in den nachfolgenden Verfahren. Um der elektrostatischen Aufladung, der Stapeleinkürzung und dem Kämmabfall entgegenzuwirken, ist es erforderlich, die Wolle nach dem Waschvorgang und vor dem Krempeln mit sogenannten Kämm- bzw. Glättemitteln auszurüsten. Diese wirken als Gleit- oder Schmiermittel, um die oben beschriebenen Probleme bei der Verarbeitung zu lösen.
Als Glättemittel, nicht nur für Wolle, werden beispielsweise Olivenöl, Erdnussöl, Oleine, Fette, Fettsäureester und Mineralöle verschiedener Art in Kombination mit Emulgatoren eingesetzt. Obgleich diese aus dem Stand der Technik bekannten Kämmöle in der Lage sind, die Stapeleinkürzung, den Kämmabfall und die elektrostatische Wirkung günstig zu beeinflussen, besteht weiterhin ein Bedarf an Kämmölen, die verbesserte Wirkung zeigen. So kann beispielsweise durch eine Reduzierung der elektrostatischen Aufladung die Krempelgeschwindigkeit erhöht werden, oder dank der reduzierten Stapeleinkürzung die Produktqualität angehoben werden oder durch verminderten Abfall die Wirtschaftlichkeit gesteigert werden kann.
Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Glättemitteln bekannt. Verwiesen sei hier beispielsweise auf die DE 26 21 881 A1 , die als Glättemittel ein Gemisch aus Fettsäureestern und Fettsäuren mit 14 bis 18 C-Atomen und einwertigen Alkoholen mit 1 bis 8 C-Atomen, Paraffinen und Fettsäureamidopolyaminen offenbart. Aus der DE 37 06 362 A1 sind Dialkyletherverbindungen bekannt mit gleichen oder verschiedenen gesättigten und/oder ungesättigten Kohlenwasserstoffresten mit 6 bis 24 C-Atomen. Diese Dialkyletherverbindungen können auch in Form von Dispersionen als Glättemittel auf Textilfasermaterial unterschiedlicher Art aufgebracht werden. Aus der DE 41 14 240 A1 ist bekannt, neben Dialkylethern auch bestimmte Carbonsäureester aliphatischer Mono- und/oder Dicarbonsäure mit 2 bis 22 C-Atomen und aliphatischen monofunktionellen Alkoholen mit 1 bis 22 C-Atomen sowie Ester von zwei-, drei- und/oder vierwertigen aliphatischen Alkoholen mit 2 bis 22 C-Atomen und aliphatischen Monocarbonsäuren mit 2 bis 22 C-Atomen als Glättemittel in Kammölen für die Kammzugherstellung von Wolle einzusetzen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Verbindungen zur Verwendung in Kämmölen bereitzustellen, die sowohl natürlichen als auch synthetischen Stapelfasern eine gute Glätte verleihen, die Stapeleinkürzung, den Kämmabfall und elektrostatische Aufladung dagegen minimieren. Zudem sollten die Verbindungen leicht auswaschbar sein und keine harzigen verklebenden oder gar die Fasern schädigenden Bestandteile enthalten. Außerdem sollten die gesuchten Mittel natürlich auch alle anderen, an Glättemittel gestellten Anforderungen erfüllen. Hierzu zählt die Widerstandsfähigkeit gegenüber oxidativem Streß, biologische Abbaubarkeit, toxikologische Verträglichkeit aber auch eine gute Benetzbarkeit, um eine gleichmäßige Verteilung der Mittel auf den Fasern zu ermöglichen. Da die Glättemittel aber nur für bestimmte Prozeßschritte gebraucht werden, müssen sie sich nach Gebrauch leicht und möglichst vollständig abwaschen lassen .
Es wurde gefunden, daß die obige Aufgabe durch Verwendung von Verbindungen der Formel (I)
R-COO(CH2CH20)nH (I)
in der R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkyl- oder Alkylenrest mit 5 bis 21 C-Atomen steht und n eine Zahl von 0,5 bis 1,5 bedeutet, als Glättemittel für synthetische und natürliche Fasern gelöst werden.
Bei den erfindungsgemäß eingesetzten Verbindungen der Formel (I) handelt es sich um an sich bekannte ethoxylierte Fettsäuren. Diese zeichnen sich aber erfindungsgemäß durch einen niedrigen Ethoxylierungsgrad aus und zeigen gleichzeitig eine eingeschränkte Homologenverteilung. Die Herstellung dieser Produkte wird beispielsweise in der WO 98/25878 beschrieben, wobei man gemäß der Lehre dieser Schrift Fettsäuren in Gegenwart von Alkanolaminen mit Ethylenoxid bei erhöhten Temperaturen, vorzugsweise bei 120 bis 180 °C und ggf. erhöhtem Druck zur Reaktion bringt.
Unter Fettsäuren sind dabei aliphatische Carbonsäuren der Formel (II) zu verstehen,
R'-COOH (II)
in der R' für einen aliphatischen, linearen oder verzweigten Alkyl- bzw. Alkylenrest mit 5 bis 21 , vorzugsweise 11 bis 17 Kohlenstoffatomen und 0 und/oder 1, 2 oder 3 Doppelbindungen steht.
Typische Beispiele sind Capronsäure, Caprylsäure, 2-Ethylhexansäure, Caprinsäure, Laurinsäure,
Isotridecansäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Elaeostearinsäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behensäure und Erucasäure sowie deren technische Mischungen, die z.B. bei der Druckspaltung von natürlichen Fetten und Ölen, bei der Reduktion von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese oder der Dimerisierung von ungesättigten Fettsäuren anfallen. Bevorzugt sind technische Fettsäuren mit insgesamt 12 bis 18 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Kokos-, Palm-, Palmkern- oder Taigfettsäure bzw. deren Mischungen.
Diese werden gemäß der Lehre der WO 98/25878 mit ausgewählten Katalysatoren aus der Gruppe der Alkanolamine umgesetzt. Typische Beispiele für Alkanolamine, die als basische Katalysatoren in Betracht kommen, sind Monoethanolamin, Diethanolamin und vorzugsweise Triethanolamin. Üblicherweise werden die Alkanolamine in Mengen von 0,1 bis 3, vorzugsweise 0,5 bis 1 ,5 Gew.-% - bezogen auf die Fettsäuren - eingesetzt. Die Ethoxylierung selbst kann in an sich bekannter Weise durchgeführt werden. Die erfindungsgemäß verwendeten ethoxylierten Fettsäuren der Formel (I) werden dabei vorzugsweise so ausgewählt, daß in der Formel (I) R für einen mindestens einfach ungesättigten Alkylenrest steht. Besonders bevorzugt ist es, wenn R in der Formel (I) für einen einfach ungesättigten Alkylenrest mit 17 C-Atomen steht. Es handelt sich dabei um eine ethoxylierte Ölsäure, die 0,5 bis 1 ,5 Mol EO pro Mol Fettsäure enthält. Besonders bevorzugt ist in diesem Fall eine Verbindung, die genau 1 Mol EO pro Mol Fettsäure aufweist.
Die Verbindungen der Formel (I) werden erfindungsgemäß vorzugsweise als Glättemittel für keratinische Fasern, insbesondere für Wolle verwendet. Im allgemeinen versteht man unter Wolle die Schafwolle (Kurzz.: WO), d. h. die 5-30 cm langen Haare des Hausschafes mit seinen verschiedenen Rassen (Beisp,: Merino). Nach DIN 60001 : 1990-10 zählt man jedoch noch eine Reihe weiterer Wollen zu diesen mengenmäßig wichtigsten tierischen Textilfasem, nämlich die feinen Unterhaare der südamerikanischen Lamas (Alpaka-, Vikunja-, Lama-, Guanako-Wolle), der Kamele, Kaninchen (Angora-Wolle), Ziegen (Mohair-, Kaschmir-Wolle) und Rinder (Yak-Wolle), während die groben Oberhaare (Stichel-, Grannen- od. Deckhaare) dieser Tiere als Haare bezeichnet werden. Aus Gründen der Ähnlichkeit spricht man auch von Zellwolle, Stahl-, Hütten-, Schlacken-, Gesteins-, Basalt-, Glas-, früher auch Asbestwolle, obwohl diese eine ganz andere Zusammensetzung aufweisen. Als Eiweißfaser besteht die Wolle (Schafwolle) hauptsächlich aus zu den Skieroproteinen zählenden Keratinen, Dichte von Wolle: 1,32. Die Wasseraufnahme beträgt bei 21 °C 15-17%, der Quellwert 40-45%. Bei Bewegung in kochendem Wasser verfilzen die Woll-Fasem, d. h. sie lassen sich walken und zu Filz verarbeiten. In trockener Atmosphäre ist Wolle bis ca. 150 °C beständig, Zersetzung tritt bei 250 °C,
Selbstentzündung bei 590-600 °C ein. Am Aufbau der langen Polypeptid-Ketten sind 24 Aminosäuren beteiligt (darunter das seltene Lanthionin), die als Polyamide durch Peptid-Bindungen, Disulfid-Brücken und (wenige) Isopeptid-Bindungen miteinander verbunden sind. Wolle enthält 10 verschiedene Keratine, die man in saure (Typ I) und neutrale bis basische (Typ II) unterteilt. Je ein Typ I- u. Typ II- Keratin bilden ein Dimeres, 4 Dimere ein Protofilament, 8 Protofilamente bauen ein intermediäres Filament (IF) auf. In den Makrofibrillen sind die IF in einer Schwefel-reichen Matrix, dem Interfilamentmaterial eingebettet. Makrofibrillen, Zellkernreste und Zellmembran - sie liefert den Lipid- Anteil der Wolle (ca. 1%) - bilden die Cortexzelle. Um den Cortex oder Faserstamm lagern sich überlappend die plattenförmigen Zellen der Cuticula oder Schuppendecke. Der Aufbau der Wolle (Schafwolle) entspricht dem unter Haar beschriebenen, der für Humanhaar und tierischen Haare im Prinzip gleich ist. Technisch unterscheidet man die Wolle nach der Art der Gewinnung: Die qualitativ höchstwertige Schurwolle als vom lebenden Schaf durch Scheren gewonnene Wolle, Sterblingswolle (von verendeten Schafen), Haut- oder Fellwolle (von geschlachteten Tieren, wobei je nach Fellbehandlung zwischen Schwitz-, Schwöde- und Enzym-Wolle unterschieden wird) und Gerberwolle (bei der Gerberei anfallende Wolle), siehe auch DIN 60004: 1974-11. Dagegen ist Reißwolle aus Altmaterial zurückgewonnene Wolle. Die gereinigte Wolle wird je nach Länge und Kräuselung der Fasern auf Kammgarn (wenig gewellt, 170-550 mm lang) oder auf Streichgarn (stark gekräuselt, 36- 250 mm lang) verarbeitet. Außerdem erfolgt noch eine Einteilung nach dem Durchmesser (Feinheit) der Woll-Faser, wobei 10 Feinheitsgrade zwischen AAAA-Wolle (< 17 μm) und F-Wolle (> 60 μm) unterschieden werden. Produkte aus „reiner Wolle" müssen zu ca. 95%, solche aus „Wolle" zu ca. 62% aus reiner Schafwolle bestehen. In „Wollgemischen" muß der Anteil der letzteren etwa 51-70% betragen. Zur Weiterverarbeitung kann die Wolle noch bestimmten Textilveredlung unterworfen werden wie z. B. dem Walken, Carbonisieren, Chlorung oder Bleichen (Harris-Verfahren).
Weiterhin ist es bevorzugt, die Verbindungen der Formel (I) als Glättemittel für synthetische Fasern, vorzugsweise Polyesterfasern zu verwenden. Dies schließt auch Mischungen aus Polyester bzw. anderen synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern, vorzugsweise keratinischen Fasern und insbesondere Wolle ein. Besonders bevorzugt ist der Einsatz der Verbindungen der Formel (I) als Glättemittel für Polyester/Wolle-Mischungen, wobei hier überwiegend Wolle enthalten ist, vorzugsweise 70 bis 80 %, während der Rest auf 100 % Polyesterfasern oder andere geeignete Fasern darstellen.
Im speziellen ist auch Gegenstand der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Verbindungen der Formel (I) als Schmälzmittel für die Kammzugherstellung. Die Verbindungen der Formel (I) können auf verschiedene Art und Weise im Sinne der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Zum einen können sie als solche auf die zu glättenden Fasern aufgesprüht oder anders appliziert werden, zum anderen, und dies ist bevorzugt, können sie in Form von konfektionierten Glättemitteln eingesetzt werden. Solche konfektionierten Glättemittel enthalten neben den Verbindungen der Formel (I) als Schmiermittel zumindest eine weitere Co-Komponente, nämlich Emulgatoren, wobei es bevorzugt ist, daß die Verbindungen der Formel (I) in Abmischung mit Emulgatoren im Gewichtsverhältnis von 99 : 1 bis 30 : 70 vorliegen. Es können dabei sowohl Einzelkomponenten als auch vorzugsweise Abmischungen von unterschiedlichen Emulgatoren verwendet werden. Bevorzugte Mengenverhältnisse sind im Bereich von 80 : 20 bis 60 : 40 (Verbindungen der Formel (I) : Emulgatoren) zu finden.
Neben den Verbindungen der Formel (I) können noch andere Verbindungen als Schmiermittel in den konfektionierten Glättemittel enthalten sein. Vorzugsweise werden hier zusätzlich zu den Verbindungen der Formel (I) noch Fettsäuremethylester eingesetzt, die konkret in der oben zitierten DE 41 14 240 A1 offenbart werden.
Die Emulgatoren in den erfindungsgemäßen Glättemitteln können nichtionische, anionische und kationische Emulgatoren sein. Beispielsweise Partialester von Di- und/oder Triglycerin, wie Triglycerinmonooleat, alkoxylierte, vorzugsweise ethoxylierte und/oder propoxylierte Fette, Öle, Cs-22- Fettsäuren, Cs^-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 d-4-Alkoxygruppe ersetzt ist, Alkali- und/oder Ammoniumsalze von C8-22-Alkylsulfonaten, Alkali- und/oder Ammoniumsalze von C8-22- Alkylsulfosuccinaten, wie Natriumdioctylsulfosuccinat. Bevorzugte anionische Tenside sind die Alkylbenzolsulfonate, während als bevorzugte nichtionische Emulgatoren insbesondere Fettalkoholethoxylate der Formel (III)
R'"-0-(CH2-CH2-0)m-H (III)
verwendet werden, wobei R'" für einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen steht und m Zahlen von 1 bis 10 bedeutet. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, Mischungen verschiedener Emulgatoren einzusetzen. Vorzugsweise werden dabei nichtionische mit anionischen Emulgatoren, ggf. in Kombination mit anderen Hilfsstoffen, insbesondere pH-Regulantien, zusammen als Paket eingesetzt. Als zusätzliche Schmiermittel für die konfektionierten Glättemittel können vorzugsweise Fettsäuremethylester und insbesondere solche Fettsäuremethylester pflanzlichen Ursprungs eingesetzt werden. Diese werden beispielsweise in der DE 198 47 497 A1 der Anmelderin beschrieben. Werden Fettsäuremethylester oder andere geeignete Schmiermittel und die Verbindungen der Formel (I) in Kombination verwendet, so hat es sich als vorteilhaft erwiesen, diese in einem Mengenverhältnis von vorzugsweise 2 : 1 bis 1 : 5 einzusetzen. Bevorzugt werden Mengenverhältnisse von anderen Glättemitteln zu Verbindungen der Formel (I) von 1 :1 bis 1 :3 eingesetzt. Typische Mischungen enthalten beispielweise 20 bis 80 Gew.-% des erfindungsgemäßen Glättemittels der Formel (I) und als Rest auf 100 % Methylester gemäß der Offenbarung der DE 198 47 497 AI Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Verbindungen der Formel (I) im mengenmäßigen Überschuß zu anderen Glättemitteln vorliegen.
Die erfindungsgemäßen konfektionierten Glättemittel enthalten die Emulgatoren in Summe in Mengen von 1 bis 70 Gew.-% und die Verbindung der Formel (I) sowie ggf. weitere Schmiermittel in Mengen von 30 bis 99 Gew.-% sowie ggf. weitere Inhaltsstoffe. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, daß die konfektionierten Glättemittel noch Wasser enthalten. Dies gilt natürlich insbesondere dann, wenn die Glättemittel in Form wässriger Emulsionen formuliert sind. Als weitere Inhaltsstoffe sind hier insbesondere und vorzugsweise Antistatika, Konservierungsmittel pH-Regulantien oder Antischaummittel zu nennen. Diese können aber auch separat bei der Wollbehandlung zugesetzt werden.
Als Viskositätsgeber, d. h. zur Erhöhung der Viskosität der Schmälze, können prinzipiell Triglyceride wie das höherviskose Rüböl oder polymere Verbindungen eingesetzt werden. Aus der deutschen Patentschrift DE 39 36 975 sind Spulöle bekannt, die zur Verhinderung der Abspritzneigung des Spulöls Fettalkoholpolymethacrylate enthalten. Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 39 24 160 sind Additive mit carboxylgruppenfreien Homo- und/oder Mischpolymere von Estern der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure mit Grenzviskositäten [η] von wenigstens 300, bevorzugt 800 ml g-1 , gemessen bei 20 °C in Tetrahydrofuran, bekannt. Die angegebenen Grenzviskositäten [η] sind fachüblich und werden beispielsweise bei Vollmert, „Grundriß der Makromolekularen Chemie", Band III, Seiten 55 bis 61 , Verlag E. Vollmert, Karlsruhe 1982, beschrieben. Die beschriebenen Additive vermögen aufgrund ihrer hohen Grenzviskosität das Fadenzieh- und/oder das Haftvermögen von Ölen und/oder Fetten zu verbessern. Die erfindungsgemäßen Schmälzen 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.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Glätten synthetischer oder natürlicher Fasern, wobei man auf die Faserverbindungen der Formel (I) in Mengen von 0,01 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 12 Gew.-% und insbesondere von 0,1 bis 5,0 Gew.-% bezogen auf das Fasergewicht aufbringt, Die Applikation erfolgt dabei auf alle dem Fachmann bekannten Arten und Weisen, vorzugsweise durch Aufsprühen vor dem Kardieren.
Besonders bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren wenn es darum geht, Wollfasern zu glätten. Auch in diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Mischungen aus Wolle und anderen Fasern, vorzugsweise Polyesterfaser einzusetzen.
Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die Verwendung der erfindungsgemäß ausgelobten ethoxylierten Fettsäure führt zum einen zu einer verbesserten Glätte des ausgerüsteten Materials. Dies kann genutzt werden, um die an der Weiterverarbeitung beteiligten Maschinen z. B. die Krempeln mit maximaler Geschwindigkeit arbeiten zu lassen ohne daß es zu unerwünschten Substratschädigungen kommt. Des weiteren ist es möglich, bei gleichbleibender Geschwindigkeit der Verarbeitung die Ausbeute zu erhöhen. Weiterhin führt die Verwendung der ethoxylierten Fettsäuren vorzugsweise in Kombination mit tierischen oder pflanzlichen Methylestern zu einem wesentlich verbesserten Schutz der ausgerüsteten Fasern gegen elektrostatische Aufladung in den Prozeßschritten Kadieren/Krempeln sowie Strecken, Kämmen, Spinnen, Zwirnen oder Vernadeln. Dies kann beispielsweise dahingehend genutzt werden, daß die Wolle nach dem Waschen stärker getrocknet werden kann, was in der Folge zu einer verbesserten Ausscheidung pflanzlicher Wollverunreinigungen im Krempelprozeß führt, ohne daß störende elektrostatische Aufladungen auftreten.
In Summe kann die Verwendung der erfindungsgemäßen ethoxylierten Fettsäureestern zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit des gesamten Fertigungsprozesses führen. Hierzu sei ausgeführt, daß bereits durch eine geringe Verbesserungen der Kammzugausbeute um beispielsweise 0,3 % das Verkaufsvolumen an Wollkammzug eines mittelständischen Kammzugherstellers (angenommener Ausstoß 10.000 1 pro Jahr) um 30.000 kg pro Jahr verbessert wird. Beispiel
Es wurde ein erfindungsgemäßes Glättemittel aus den folgenden Bestandteilen hergestellt:
Diese Mittel wurde verglichen mit einem Glättemittel gleicher Zusammensetzung, wobei aber ausschließlich vegetabile Fettsäuremethylester (Mischung aus Kokos-/Palmkern-/Palmöl- fettsäuremethylester gemäß Beispiel 2 in der DE 19847497) enthalten waren.
Gemessen wurde die Romaine in %(Definition: Romaine [%] = Kämmabfall * 100 / (Kämmabfall + Kammzug), sowie weiterhin die elektrostatische Krempelband-Aufladung (Messabstand 10 cm in Volt). Letztere wurde mit einem Elektrofeldmeter (Fa. ELTEX) am Auslauf des Krempels am laufenden Vlies gemessen.
Bei der Romaine erreichte das Vergleichsprodukt des Standes der Technik 8,8 % während das erfindungsgemäße Mittel den Wert 8,2 % erzielte. Bei der Krempelband-Aufladung wurde für das Vergleichsprodukt der Wert 110 Volt erreicht, während mit dem erfindungsgemäßen Mittel eine Wert von 77 Volt erreicht werden konnte.

Claims

Patentansprüche
1. Verwendung von Verbindungen der Formel (I)
R-COO(CH2CH 0)nH (I)
in der R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkyl- oder Alkylenrest mit 5 bis 21 C-Atomen steht und n eine Zahl von 0,5 bis 1,5 bedeutet, als Glättemittel für synthetische und natürliche Fasern.
2. Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (I) R für eine mindestens einfach ungesättigten Alkylenrest steht.
3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß R in der Formel (I) für eine einfach ungesättigten Alkylenrest mit 17 C-Atomen steht.
4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formel (I) als Glättemittel für keratinische Fasern, vorzugsweise für Wolle verwendet werden,
5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formel (I) als Glättemittel für synthetische Fasern, vorzugsweise Polyesterfasern, verwendet werden.
6. Verwendung von Verbindungen der Formel (I) gemäß Anspruch 1 als Schmälzmittel für die Kammzugherstellung.
7. Glättemittel für synthetische und natürliche Fasern, enthaltend Verbindungen der Formel (I) in Abmischung mit Emulgatoren im Gewichtsverhältnis 99 : 1 bis 70 : 30.
8. Glättemittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich noch weitere Glättemittel aus der Gruppe der Fettsäuremethylester enthält.
9. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Emulgatoren ausgewählt sind aus der Gruppe der anionischen und/oder nichtionischen Emulgatoren.
10. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es als anionische Emulgatoren Alkylbenzolsulfonate enthält.
11. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 bis 10 dadurch gekennzeichnet, daß es als nicht-ionische Emulgatoren Fettalkoholethoxylate der Formel R"'-0-(CH2-CH2-0)m-H enthält, in der R'" für einen Alkylrest mit 8 bis 22 C-Atomen steht und m Zahlen von 1 bis 10 bedeutet.
12. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Fettsäuremethylester pflanzlichen Ursprungs enthält.
13. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß es Mischungen von Verbindungen der Formel (I) und Fettsäuremethylestern im Mengenverhältnis von 1 : 1 bis 3 : 1 enthält.
14. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es Wasser enthält.
15. Glättemittel nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer wässerigen Emulsion vorliegt.
16. Glättemittel nach den Ansprüchen 7 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es als weitere Inhaltsstoffe Antistatika, pH-Regulantien, Konservierungsmittel oder Antischaummittel enthält.
17. Verfahren zum Glätten von synthetischen und natürlichen Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Fasern Verbindungen der Formel (I) in Mengen von 0,01 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Fasergewicht aufbringt.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß Wollfasern geglättet werden.
19. Verfahren nach Ansprüchen 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mischungen aus Wolle und synthetischen Fasern, vorzugsweise Polyesterfasern, geglättet werden. Verfahren nach den Ansprüchen 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Formel (I) in Form eines Glättemittels gemäß den Ansprüchen 7 bis 18 auf die Fasern aufgebracht werden.
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