ES2281793T3

ES2281793T3 - Coadyuvante textil.

Info

Publication number: ES2281793T3
Application number: ES04725914T
Authority: ES
Inventors: Wolfgang Brennich; Sabine Felkel; Branka Kempf; Katja Zipfel
Original assignee: CHT R Beitlich GmbH
Current assignee: CHT Germany GmbH
Priority date: 2003-04-10
Filing date: 2004-04-06
Publication date: 2007-10-01
Anticipated expiration: 2024-04-06
Also published as: ATE352658T1; DE502004002770D1; EP1611278A2; WO2004090222A3; DE10316401A1; WO2004090222A2; EP1611278B1

Abstract

Procedimiento para teñir fibras de poliéster mediante la puesta en contacto de textiles con un baño de tinción, que comprende un coadyuvante textil que contiene (a) un homopolímero basado en mónomeros de ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico (AMPS) y/o un co- o terpolímero basado en AMPS, con mónomeros adicionales con dobles enlaces olefínicos, en donde el homo-, co- o terpolímero tiene una composición de la fórmula general (I) (Fórmula I) en donde significan, de manera independiente, R1 = CO-NH-C(CH3)2-CH2SO3R8, R2 = H y/o CH3, R3 = H, COOH y/o COOM, R4 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, alquilo-(C2 hasta C6), fenilo y/o fenilo sustituido, R5 = H y/o CH3, R6 = H, COOH y/o COOM, R7 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, alquilo-(C2 hasta C6), fenilo y/o fenilo sustituido, R8 = H y/o M, M = metal alcalino, metal alcalino-térreo, amonio, amina y/o amina sustituida, con la condición de que a+b+c = 1, y en donde deben representar a = 0, 1 hasta 1, 0, b = 0, 0 hasta 0, 9, y c = 0, 0 hasta 0, 9, y (b) unhomo-, co- o terpolímero basado en al menos un monómero seleccionado de derivados de ácido carboxílico con dobles enlaces olefínicos, siendo aceptable un homo-, co- o terpolímero de la composición de la fórmula general (II) (Fórmula II) en donde significan, de manera independiente R9 = H, COOH, COOM y/o CONH2, R10 = COOH, COOM y/o CONH2, R11 = H y/o CH3, R12 = H, COOH y/o COOM, R13 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, alquilo-(C2 hasta C6), fenilo y/o fenilo sustituido, R14 = H y/o CH3, R15 = H, COOH y/o COOM, R16 = H, COOH, COOM, CH3, alquilo-(C2 hasta C6), fenilo y/o fenilo sustituido, M = metal alcalino, metal alcalino-térreo, amonio, amina y/o amina sustituida, con la condición de que d+e+f = 1, y en donde deben representar d = 0 hasta 0, 50, e = 0 hasta 0, 50, y f = 0, 50 hasta 0, 95.

Description

Coadyuvante textil.

La presente invención se refiere a un procedimiento para teñir fibras de poliéster mediante la puesta en contacto de textiles con un baño de tinción, que comprende un coadyuvante textil que contiene un homo-, co- o terpolímero a base de ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico (AMPS), y un homo-, co- o terpolímero a base de uno o múltiples mónomeros de ácido carboxílico que contienen dobles enlaces olefínicos, así como al uso de la mezcla para la dispersión de polímeros.

Las fibras de poliéster ocupan una posición en constante crecimiento en la producción mundial de fibras. El representante más importante de este tipo de fibras es el poli(tereftalato de etileno), pero también se utilizan otros poliésteres tales como, por ejemplo, poli(tereftalato de butileno), etc. [Tetzlaff, G.; Dahmen, M.; Wulfhorst, B. Chemiefasern/Textilindustrie 43/95 (1993), 508-522]. A menudo, las fibras de poliéster se utilizan también mezcladas con otros tipos de fibras (celulosa, etc.).

Como consecuencia de su fabricación, en las fibras de poliéster hay presentes oligómeros cíclicos que, durante el proceso de tinción a temperaturas mayores que 80ºC, migran sobre la superficie de la fibra o, respectivamente, abandonan la fibra. Estos oligómeros que, en el caso del poli(tereftalato de etileno), son principalmente trímeros, no son teñibles y poseen tan sólo una reducida solubilidad en agua. Por lo tanto, cristalizan al contacto con el baño de tinción y generan molestos residuos sobre la superficie del producto y en los instrumentos de tinción. Además de una posible irregularidad de la tinción, estos residuos pueden dar lugar, durante el procesamiento ulterior, a ensuciamientos, polvo y daños en los elementos guía de fibras, agujas, etc. La mejor solución consiste en la tinción alcalina, en el curso de la cual se produce la saponificación de los oligómeros. En general, la selección de colorantes dispersantes alcalino-estables es muy reducida [Richter, P.: Chemiefas. Textilind. 44 (1996), 290-302].

Otra posibilidad para disminuir la cantidad de oligómeros en la superficie de las fibras es el pretratamiento alcalino del producto. La subsiguiente tinción se puede realizar, entonces, en función de la elección del pigmento, de forma ácida o alcalina [Yang, Y.; Shiqi, L.: Text. Chem. Color Am. Dyst. Rep. 32 (2000), 42-46]. El inconveniente de este procedimiento es la modificación del valor de pH de alcalino a ácido o, respectivamente, en el caso de tinciones alcalinas, la reducida selección de colorantes dispersantes alcalino-estables.

El uso de tensioactivos para separar los oligómeros se ocupa, fundamentalmente, de la eliminación de los oligómeros lineales simplemente hidrosolubles. Con respecto a los trímeros, es escasa la mejoría que se puede lograr [Grosse, I.; Schreiber, H.: Tenside, Surf. Det. 33 (1996), 252-259; Hodul P. et al.: Vlákna a textil 5 (1998), 12-18]. En el procedimiento de lavado posterior se utilizan, con frecuencia, tensioactivos catiónicos que, debido a su carga, no se puede utilizar en el baño de tinción. Además, estos procedimientos de lavado posterior muestran escasa eficacia.

Un procedimiento adicional para impedir la salida de oligómeros de la fibra de poliéster es "adherir" a la superficie de la fibra sustancias de alto peso molecular. El empleo de este tipo de sustancias, sin embargo, no resulta posible en todos los procedimientos de tinción.

El documento DE 195 16 957 C2 describe polímeros hidrosolubles, apropiados para agentes de lavado y purificación, obtenibles por la polimerización radical de mezclas monómeras de

a): 10 hasta 70% en peso de ácidos dicarboxílicos C_{4-8} monoetilénicamente insaturados, o sus sales,

b): 20 hasta 85% en peso de ácidos monocarboxílicos monoetilénicamente insaturados, o sus sales,

c): 1 hasta 50% en peso de mónomeros sencillamente insaturados, que se pueden transformar, tras hidrólisis o saponificación, en unidades monómeras con uno o múltiples grupos hidroxílicos unidos de forma covalente a la cadena C-C,

d): >10 hasta 40% en peso de mónomeros que contienen grupos ácido sulfónico o sulfato monoetilénicamente insaturados, o sus sales, y

e): 0 hasta 10% en peso de otros mónomeros adicionales, radicalmente copolimerizables,

en donde la suma de los mónomeros desde a) hasta e) asciende a 100% en peso, en solución acuosa e hidrólisis o saponificación de los componentes mónomeros según c).

Los polímeros descritos se pueden utilizar también solos como coadyuvantes en baños de lavado o tintura para poliésteres. Para agentes de lavado y purificación, los polímeros se pueden utilizar también en combinación con copolímeros de, por ejemplo, ácido acrílico y ácido maleico.

El documento US 5.464.452 A describe un procedimiento medioambientalmente tolerable para la fijación de tinciones impregnadas en material de base textil sintético de dimensiones finas. El procedimiento comprende la puesta en contacto del material de base sintético teñido con una composición, exenta de fenol y formaldehído, para la fijación de tinciones, que contiene: (a) poli(ácido metacrílico), (b) copolímero del ácido metacrílico compuesto esencialmente de ácido metacrílico y comonómeros etilénicamente insaturados, seleccionados del grupo compuesto por ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico, sulfonato sódico de vinilo, sulfonato sódico de estireno, acrilato alquílico, y sus combinaciones, (c) combinaciones de (a) y (b), y (d) agua. En este proceso, el material de fibra ya teñido se trata con la composición descrita.

La misión de la presente invención consiste, por lo tanto, en poner a disposición un procedimiento para la tinción de fibras de poliéster mediante la puesta en contacto de textiles con un baño de tinción, que comprende un coadyuvante textil con propiedades dispersantes de oligómeros, adecuado para superar el problema del depósito de oligómeros en el teñido de poliéster y, en especial, que se pueda utilizar en baños de tintura ácidos y alcalinos. En este caso, el resultado de la tinción, en lo que se refiere al tono de tinción, profundidad de tinción, regularidad y pureza, no debe verse influido por el coadyuvante usado. Adicionalmente, la fracción de compuestos etoxilados se debe mantener reducido dentro de lo posible, dado que pueden favorecer la formación de espuma.

De acuerdo con la invención, la misión se resuelve, en una primera forma de realización, mediante un procedimiento para teñir fibras de poliéster que pone en contacto textiles con un baño de tinción, que comprende un coadyuvante textil, que contiene

(a) un homopolímero basado en mónomeros de ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico (AMPS) y/o un co- o terpolímero basado en AMPS, con mónomeros adicionales con dobles enlaces olefínicos, en donde el homo-, co- o terpolímero es una composición de la fórmula general (I)

1

en donde significan, de manera independiente,

R^{1} = CO-NH-C(CH_{3})_{2}-CH_{2}SO_{3}R^{8},

R^{2} = H y/o CH_{3},

R^{3} = H, COOH y/o COOM,

R^{4} = H, COOH, COOM, CONH_{2}, CH_{3}, alquilo-(C_{2} hasta C_{6}), fenilo y/o fenilo sustituido,

R^{5} = H y/o CH_{3},

R^{6} = H, COOH y/o COOM,

R^{7} = H, COOH, COOM, CONH_{2}, CH_{3}, alquilo-(C_{2} hasta C_{6}), fenilo y/o fenilo sustituido,

R^{8} = H y/o M,

M = metal alcalino, metal alcalino-térreo, amonio, amina y/o amina sustituida,

con la condición de que a+b+c = 1, y

en donde deben representar

a = 0,1 hasta 1,0,

b = 0,0 hasta 0,9, y

c = 0,0 hasta 0,9, y

(b) un homo-, co- o terpolímero basado en al menos un monómero seleccionado de derivados de ácido carboxílico con dobles enlaces olefínicos, siendo aceptable un homo-, co- o terpolímero de la composición de la fórmula general (II)

2

en donde significan, de manera independiente

R^{9} = H, COOH, COOM y/o CONH_{2},

R^{10} = COOH, COOM y/o CONH_{2},

R^{11} = H y/o CH_{3},

R^{12} = H, COOH y/o COOM,

R^{13} = H, COOH, COOM, CONH_{2}, CH_{3}, alquilo-(C_{2} hasta C_{6}), fenilo y/o fenilo sustituido,

R^{14} = H y/o CH_{3},

R^{15} = H, COOH y/o COOM,

R^{16} = H, COOH, COOM, CH_{3}, alquilo-(C_{2} hasta C_{6}), fenilo y/o fenilo sustituido,

M = metal alcalino, metal alcalino-térreo, amonio, amina y/o amina sustituida,

con la condición de que d+e+f = 1, y

en donde deben representar

d = 0 hasta 0,50,

e = 0 hasta 0,50, y

f = 0,50 hasta 0,95.

El término "homopolímero" designa, en este caso, un polímero, por ejemplo, poli(ácido acrílico) que se obtiene por polimerización de los dobles enlaces olefínicos de únicamente un monómero con dobles enlaces olefínicos; "copolímero" o "terpolímero" designa polímeros que se obtienen por polimerización de los dobles enlaces olefínicos de dos o, respectivamente, tres mónomeros diferentes con dobles enlaces olefínicos, de manera estadística, como polímeros en bloque, como copolímeros en bloque, o de cualquier otra forma. Los índices a, b y c, d, e y f definen la relación cuantitativa de los componentes mónomeros entre sí, y no determinan en modo alguno el orden de los mónomeros. Por ejemplo, se incluyen polímeros en bloque del tipo a-a_{x}-b-b_{y}-c-c_{y}.

En este caso, y de acuerdo con la invención, se prefiere que el componente (a) sea un homopolímero de una sal del ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico, en especial, una sal sódica.

En este caso, se prefiere especialmente que el componente b) sea un homo-, co- o terpolímero basado en ácido acrílico y/o ácido maleico y, eventualmente, una olefina con la composición de la fórmula general (II).

Los componentes a) y b) del coadyuvante textil son, preferentemente, hidrosolubles. En el sentido de la invención, hidrosoluble significa que a temperatura ambiente y a concentraciones del componente en agua de hasta 400 g/l, en especial de hasta 500 g/l, se obtengan todavía soluciones transparentes.

Se logran resultados óptimos en la dispersión de oligómeros cuando, en el procedimiento según la invención, la relación de las partes en peso de los componentes (a) a (b) se ajusta a 90 a 10 hasta 10 a 90, en especial 65 a 35 hasta 35 a 65, muy especialmente 60 a 40 hasta 40 a 60 y, de forma especialmente preferida, a aproximadamente
50 a 50.

Preferentemente, el procedimiento se distingue porque los componentes a) y/o b) utilizados se encuentran parcial o totalmente neutralizados. De esta forma, la mezcla tiene, preferentemente, un valor de pH en el intervalo de 4 hasta 12. A través de la neutralización, se mejora la solubilidad en agua. Esto representa una ventaja, puesto que se trabaja en baños acuosos de tintura.

El coadyuvante textil utilizado en el procedimiento según la invención contiene adicionalmente, en una forma de realización de la invención, otros componentes tales como agente de lavado, acelerador de la tinción, igualador, dispersante para estabilizar la dispersión de la tinción, tampón, un agente para prevenir el arrugamiento y/o agentes de purificación posterior. De aquí se obtiene la posibilidad de fabricar productos combinados, que son, igualmente, objeto de la invención. Ejemplo de éstos es la mezcla del coadyuvante según la invención con etoxilados de ácidos grasos para la preparación de agentes igualadores con propiedades dispersantes de oligómeros. No obstante, también es posible la combinación con aceleradores de tinción, dispersantes para estabilizar la dispersión de tinción, tampones y agentes para prevenir el arrugamiento. Adicionalmente, el coadyuvante textil utilizado en el procedimiento según la invención puede contener agua.

En una forma de realización adicional, la invención se refiere a un procedimiento en el que se utiliza un coadyuvante textil que contiene, en total, 5 hasta 50, en especial 10 hasta 40% en peso, referido al peso total del coadyuvante textil, de los componentes a) y b).

El coadyuvante textil utilizado en el procedimiento según la invención encuentra aplicación, preferentemente, en la tintura de textiles que contienen poliéster, en la que los textiles se ponen en contacto con el coadyuvante textil. El coadyuvante textil encuentra especial aplicación en el procedimiento anteriormente descrito para dispersar
oligómeros.

El procedimiento de tinción más importante para el poliéster es el procedimiento de temperatura alta (HT). Habitualmente, se le lleva a cabo a temperaturas de 130 a 140ºC en un aparato de teñir cerrado. En este caso, se utilizan casi exclusivamente tinciones de dispersión. La tinción tiene lugar, normalmente, en un medio débilmente ácido. Como coadyuvante en el baño de tinción se puede utilizar aceleradores de la tinción ("carrier"), agentes igualadores, dispersantes para estabilizar la dispersión de tinciones, tampón y agentes para prevenir el arrugamiento, solos o en combinación con el coadyuvante textil. Para mejorar la solidez de la tinción se pueden utilizar, además, agentes de purificación posterior, que retiran la tinción adherida a la superficie. Todos los coadyuvantes textiles mencionados se pueden usar también en la tinción de mezclas de poliéster y celulosa [Richter, P.: obra anteriormente citada]. En este contexto, se prefieren los coadyuvantes descritos en el catálogo de coadyuvantes textiles (THK) 2000, Deutscher Fachverlag, Frankfurt del Main (2000): como aceleradores de la tinción, en especial, compuestos de ácidos carboxílicos, sulfonatos, sulfatos, hidrocarburos, alcoxilatos, otros aceleradores de la tinción según el THK, así como preparaciones de una o varias de estas sustancias; como agentes igualadores, en especial, compuestos de ácidos carboxílicos, sulfonatos, sulfatos, alcoxilatos, poliésteres, otros agentes igualadores según el THK, así como preparaciones de una o varias de estas sustancias; como dispersantes, en especial, sulfonato de naftalina, otros sulfonatos, sus productos de condensación con formaldehído, sulfatos, compuestos de ácidos carboxílicos, alcoxilatos, poliésteres, otros dispersantes según el THK, así como preparaciones de una o varias de estas sustancias; como tampones, en especial, ácidos inorgánicos y/u orgánicos, compuestos de ácidos carboxílicos, sulfonatos, fosfonatos, diversas sales, otros tampones según el THK, así como preparaciones de una o varias de estas sustancias; como agentes para prevenir el arrugamiento del recorrido, en especial, compuestos de ácidos carboxílicos, sulfonatos, sulfatos, fosfatos, alcoxilatos, polietileno, dispersiones polímeras, policondensados, otros agentes para prevenir el arrugamiento del recorrido según el THK, así como preparaciones de una o varias de estas sustancias; como agentes de purificación posterior, en especial, agentes reductores inorgánicos y/u orgánicos, compuestos de ácidos sulfínicos, dióxido de tiourea, compuestos de ácidos carboxílicos, sulfonatos, sulfatos, fosfatos, compuestos de amonio cuaternario, alcoxilatos, polietileno, dispersiones polímeras, policondensados, otros agentes de purificación posterior según el THK, así como preparaciones de una o varias de estas sustancias.

En este sentido, el coadyuvante textil utilizado en el procedimiento según la invención sirve, preferentemente, para la eficaz dispersión de oligómeros. Esta tarea se resuelve de manera especialmente adecuada en combinación con los diferentes coadyuvantes adicionales en el baño de tinción, que están contenidos ya en el coadyuvante textil utilizado en el procedimiento según la invención, o que se pueden agregar adicionalmente al baño de tinción.

El coadyuvante se puede usar tanto en el baño de tinción como también en los lavados previo y posterior.

Ejemplos de realización

Los siguientes ejemplos demuestran la acción dispersante de oligómeros durante la tinción de fibras de poliéster. Dado que no es posible poner de manifiesto el efecto, a escala de laboratorio, simplemente mediante diferentes tinciones, las comparaciones se llevaron a cabo con un método de ensayo especial que simula las condiciones de tinción.

Método de ensayo

Se utilizan residuos de máquinas de tinción de empresas dedicadas a la mejora textil, que contienen oligómeros de poliéster. Para la limpieza, se vierten sobre 10 g de residuos 1.000 ml de dioxano y se agita durante aprox. 30 min a temperatura ambiente. A continuación, esta solución se filtra sobre un papel de filtro. De esta forma se obtiene, como filtrado, una solución transparente de oligómeros de poliéster.

Para comprobar la acción dispersante de los oligómeros, se preparan, respectivamente, 200 ml de baño que contiene 2 g/l de MEROPAN® CIT (tampón para la tintura de poliéster de la compañía CHT R. Beitlich GmbH, Tübingen) y 5 g/l del coadyuvante textil a analizar.

Después de comprobar el valor de pH, los baños se vierten en depósitos de tinción HT, que se calientan en el Labomat a 80ºC. A esta temperatura se agregan 6,0 ml de la solución de oligómeros de poliéster, se calienta a 130ºC, y se mantiene esta temperatura durante 30 min. Finalmente, se deja enfriar.

A 20ºC, se aspiran los baños mediante frascos de aspiración y bombas de vacío sobre un filtro negro a 700 mbar. Los filtros se secan al aire y, a continuación, se evalúan a simple vista los residuos de oligómeros en el filtro. Como comparación se co-analiza siempre un baño ciego exento de coadyuvante textil dispersante de oligómeros.

Ejemplos

En los Ejemplos siguientes se utilizaron mezclas del homopolímero de la sal Na de ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico (Homopol. AMPS-Na), y de la sal Na de un copolímero de ácido maleico/olefina (SOKALAN® CP 9, de la compañía BASF, Ludwigshafen). Ambos polímeros se usaron en forma de sus soluciones acuosas con un total de 5 g/l del(los) coadyuvante(s) textil(es) a analizar. Las partes indicadas señalan la relación ponderal de las fracciones sólidas contenidas entre sí. La realización del ensayo se llevó a cabo de acuerdo con el método de ensayo anteriormente descrito. Se obtuvieron los siguientes resultados:

3

Evaluación:	-	ausencia de acción dispersante de oligómeros
	+	ligera acción dispersante de oligómeros
	++	buena acción dispersante de oligómeros
	+++	muy buena acción dispersante de oligómeros.

Claims

1. Procedimiento para teñir fibras de poliéster mediante la puesta en contacto de textiles con un baño de tinción, que comprende un coadyuvante textil que contiene

(a) un homopolímero basado en mónomeros de ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico (AMPS) y/o un co- o terpolímero basado en AMPS, con mónomeros adicionales con dobles enlaces olefínicos, en donde el homo-, co- o terpolímero tiene una composición de la fórmula general (I)

4

en donde significan, de manera independiente,

R^{1} = CO-NH-C(CH_{3})_{2}-CH_{2}SO_{3}R^{8},

R^{2} = H y/o CH_{3},

R^{3} = H, COOH y/o COOM,

R^{5} = H y/o CH_{3},

R^{6} = H, COOH y/o COOM,

R^{8} = H y/o M,

M = metal alcalino, metal alcalino-térreo, amonio, amina y/o amina sustituida,

con la condición de que a+b+c = 1, y

en donde deben representar

a = 0,1 hasta 1,0,

b = 0,0 hasta 0,9, y

c = 0,0 hasta 0,9, y

5

en donde significan, de manera independiente

R^{9} = H, COOH, COOM y/o CONH_{2},

R^{10} = COOH, COOM y/o CONH_{2},

R^{11} = H y/o CH_{3},

R^{12} = H, COOH y/o COOM,

R^{14} = H y/o CH_{3},

R^{15} = H, COOH y/o COOM,

M = metal alcalino, metal alcalino-térreo, amonio, amina y/o amina sustituida,

con la condición de que d+e+f = 1, y

en donde deben representar

d = 0 hasta 0,50,

e = 0 hasta 0,50, y

f = 0,50 hasta 0,95.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el componente a) es un homopolímero de una sal del ácido 2-acrilamido-2-metil-propanosulfónico, en especial una sal sódica.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque como componente b) se utiliza un homo-, co- o terpolímero basado en ácido acrílico y/o ácido maleico con una composición según la fórmula general (II).

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la relación de las partes en peso de los componentes (a) a (b) se ajusta dentro del intervalo de 90 a 10 hasta 10 a 90, en especial 65 a 35 hasta 35 a 65, de forma muy especial 60 a 40 hasta 40 a 60 y, sobre todo, de aproximadamente 50 a 50.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los componentes a) y/o b) se neutralizan de manera parcial o total.

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se utiliza un coadyuvante textil que contiene, en total, 5 hasta 50, en especial 10 hasta 40% en peso, referido al peso total del coadyuvante textil, de los componentes a) y b).

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se utiliza un coadyuvante textil que contiene coadyuvantes y aditivos y/o agua.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se utiliza un coadyuvante textil que contiene coadyuvantes o aditivos seleccionados de agentes de lavado, aceleradores de la tinción, agentes igualadores, dispersantes para estabilizar la dispersión de tinciones, tampones, agentes para prevenir el arrugamiento, y/o agentes de purificación posterior.

9. Uso de un coadyuvante textil, definido como en una de las reivindicaciones 1 a 8, para dispersar oligómeros.