NO128831B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for å forbedre bearbeid-barbeten av tekstilfibre.

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte for å forbedre bearbeidbarheten av tekstilfibre og fibermaterialér, spesielt ved den bearbeidning som forekommer i ull- og kamgarnsystemene.

I.tekstilindustrien brukes oljer for tekstilbearbeidning som hjelpemidler ved bearbeidningen på den måte at de kan påføres på tekstilfibre (eller på et fiberaktig materiale før fiberdannelse) i den hensikt å lette de forskjellige bearbeidningstrinn ved hvil-ke slike fibre omdannes til tekstilvarer, f.eks. garn, vevet eller ikke-vevet duk, strikkevarer, filt, gulvtepper, ryer, hyssing eller sytråd. Ull- og kamgarn-industrien har utviklet distinkte systemer for bearbeidning av de rå, fiberaktige materialer til garn, og dette er foranledningen til de karakteristiske differanser mellom ull og kamgarn. Noen bearbeidningstrinn som brukes ved fremstillingen av slike tekstilvarer» er felles for begge disse industrier, og det finnes også mange varianter ved fremgangsmåten innen hver industri.

Selv om ull var det opprinnelige råmateriale for både ull- og kamgarn-industrien, bruker begge nå andre råmaterialer, alene eller sammen med ull. Folgelig betraktes uttrykkene "ull-system" og "kamgarn-system" ofte som generelt beskrivende for fabrikasjonsteknikken mer enn for det materiale som er brukt. I ull-systemet er hovedhensikten med å bruke en olje for bearbeidningen å lette kardingen og forskjellige spinnetrinn, méns hovedhensikten i kamgarn-systemet er å lette kjemmingen.

En vanlig olje for tekstilbearbeidning i kamgarn-systemet

er ricinus-olje, sperm-olje eller blandinger av disse, videre oliven-olje og enkelte smoreoljer som er basert på mineralolje. Det er imidlertid et spesifikt behov for en mer avansert tekstilbearbeidnings-olje som kan erstatte ricinus/sperm-olje i kamgarn-systemet. Det er også behov for en mer allsidig tekstilolje for generelle formål, spesielt for bruk i ull-systemet.

Oppfinnelsen tilveiebringer en fremgangsmåte for å for-

bedre bearbeidbarheten av tekstilfibre eller fiberaktige materialer ved å påfore på fibrene eller de fiberaktige materialer en tekstil-bearbeidningsolje som omfatter et kondensasjonsprodukt med et smeltepunkt som ligger under 12°C og som er fremstilt ved reaksjon mellom ett eller flere 1,2-alkylenoksyder med 2 eller 3 karbonatomer, og en blanding av enverdige, mettede, alifatiske, primære eller sekundære alkoholer med 8 til 18 karbonatomer, idet denne blanding Inneholder minst 60 vektprosent lineære, rettkjedede alkoholer, og resten er forgrenede alkoholer.

Foretrukne tekstiloljer er de kondensasjonsprodukter som oppnåes fra blandinger av primære alkoholer, spesielt blandinger som omfatter 70 til 90 vektprosent lineære rettkjedede alkoholer og 10 til 30 vektprosent forgrenede alkoholer. Antall karbonatomer pr, alkohol*: molekyl ligger fordelaktig i området fra pg med 12 til og med 15 karbonatomer, mens det dessuten er funnet at det kan fremstilles spesielt anvendelige tekstilbearbeidningsoljer ved anvendelse av blandinger av primære alkoholer hvor fordelingen av alkohol-molekyler med forskjellige karbontall er innen spesifiserte grenser, dvs. blandinger hvor innholdet av ci2"J C13~» <c>14" °S C^-alkoholer er henholdsvis fra 15 til 25, 25 til 35, 25 til 35 og 15 til 25 vektprosent. ;Alkoholblandinger med det spesifiserte minimurasinnhold av rettkjedede molekyler fremstilles passende ved hydroformylering av vesentlig rettkjedede C7- til Cjj-olefiner, f.eks. olefiner som fåes ved termisk cracking av parafinvoks, eventuelt fulgt av urea-ekstrak- , • sjon, i nærvær av komplekse katalysatorer som omfatter kobolt, karbonmonoksyd og en ligand som inneholder treverdig fosfor, f.ekso trialkyl-fosfiner og heterocykliske fosfiner som inneholder et fosforatom og minst 4 karbonatomer i den heterocykliske ringstruktur. Slike hydroformyleringsreaksjoner og egnede katalysatorer for disse er beskrevet mer inngående i britisk patentskrift 988,941, 988,942, 988,943, 1,109,787 og 1,110,549. Innholdet av rettkjedede alkoholer i produktene som oppnåes ved hydroformyleringsreaksjonene av sistnevnte type, varierer vanligvis mellom 60 og 90 vektprosent (regnet på samlet mengde alkoholer som er fremstilt). Et på forhånd bestemt innhold kan oppnåes ved riktig utvalg av utgangsmaterialer, reaksjonsbetingelser og komplekse katalysatorer. Således er mengden av rettkjedede alkoholer i sluttproduktet ikke bare avhengig av reaksjonsbetingelsene, men også av den spesielle fosfor-ligand som anvendes i den komplekse hydroformyleringskatalysator. ;En blanding av enverdige, mettede alifatiske, primære alkoholer som egner seg fortreffelig, er en blanding av primære C^"» ^13"' ^14"" °£ Cj^-alkoholer som bringes på markedet under handels-navnet "Dobanol" - 25. Denne blanding er fremstilt ifolge hydro-formyleringsteknikken som er nevnt ovenfor, den inneholder mer enn 72 vektprosent lineære, rettkjedede alkoholer, og resten er forgrenede alkoholer, som i alt vesentlig er forgrenet ved a-karbonatomet, mens bare en ganske liten del omfatter forgrening ved p- eller ^ -atomet. Vektforholdet mellom C^-» C^-, C^- og Cj^-alkoholene i hele produktet er ca. 2:3:3:2. ;Imidlertid skal det nevnes at oppfinnelsen ikke begrenses til bruken av kondensasjonsprodukter som er avledet fra de nevnte foretrukne hydroformyleringsalkoholer. En hvilken som helst annen alkohol-blanding, som har det definerte minimumsinnhold av lineære, rettkjedede alkoholer, kan brukes like godt som basis-materiale for kondensasjonsreaksjonen. ;De 1,2-alkylenoksydene som ble nevnt tidligere, omfatter etylenoksyd, 1,2-propylenoksyd og, skjbnt mindre foretrukket, 1,2-propylenoksyd hvor ett av hydrogenatomene som er bundet til karbonatomet i 3-stilling, er erstattet med et kloratom eller en hydroksyl-gruppe. ;I henhold til en ytterligere foretrukken utforelsesform ;av oppfinnelsen omfatter en meget anvendelig tekstilolje kondensasjonsprodukter som fremstilles ved reaksjon mellom den nevnte alkohol-blanding og 1 til 10 mol 1,2-propylenoksyd pr. mol alkohol og eventuelt også 1 til 2 mol etylenoksyd pr. mol alkohol, slik at sluttproduktet har et smeltepunkt som ligger under 12°C. Hvis både etylen- ;oksyd og 1,2-propylenoksyd brukes ved fremstilling av tekstiloljen, kan disse oksyder omsettes med alkohol-blandingen enten hver for seg i hvilken som helst rekkefolge eller i blanding for å gi produkter hvor de kondenserte oksyetylen- og oksypropylen-radikaler er plassert vilkårlig eller i blokker i molekylstrukturen i produktet. ;Vanligvis er de sistnevnte kondensasjonsprodukter vann-uopploselige forbindelser som er spesielt egnet som tekstiloljer for kamgarn-systemet. Uttrykket "vann-uopploselig" henspiller her på forbindelser som ved romtemperatur er uopploselige i vann i konsentrasjoner over 5, fortrinnsvis over 0,5 vektprosent. Spesielt foretrukne vann-uopploselige tekstiloljer for kamgarn-systemet fremstilles ved å omsette alkoholer bare med 1,2-propylenoksyd, i en mengde av 4 til 6 mol pr. mol alkohol. Når de vann-uopploselige tekstiloljer brukes i kamgarn-systemet, kan de sistnevnte oljer oppvise en eller flere av folgende fordelerl ;(a) storre stabilitet med hensyn på hydrolyse enn ricinus/sperm-olje-blandinger, (b) en onsket viskositet og evne til å opprettholde sin opprinnelige viskositet på fibrene under lagring i ganske lange tidsrom, (c) evnen til å holdes tilbake på fibrene under farvning, hvorved en etterfolgende re-kjemmingsoperasjon lettes, (d) evnen til å kunne fjernes fra fibrene etter farvning ved hjelp av fortynnede, vandige vaskemiddel-losninger, (e) forlikelighet med andre hjelpemidler for bearbeidning som kan være til stede på fibre som er tilblandet, (f) god loselighetsevne med hensyn til ullfett, lanolin og mineraloljer, ;(g) flytende over 0°C. ;I henhold til en annen foretrukken utforelsesform av oppfinnelsen omfatter en meget anvendelig tekstilolje vannopploselige kondensasjonsprodukter fremstilt ved å omsette nevnte alkoholblanding med en blanding av 1 til 7 mol 1,2-propylenoksyd og 3 til 12 mol etylenoksyd pr. mol alkohol, slik at sluttproduktet har et smeltepunkt som ligger under 12°C. Det er innlysende at reaksjonen mellom alkoholer og en blanding av etylenoksyd og 1,2-propylenoksyd resul-terer i kondensasjonsprodukter hvor de kondenserte etylenoksyd- og 1,2-propylenoksydenheter er vilkårlig fordelt. Uttrykket "vann* opploselig" slik det her brukes, henspiller på produkter som ved romtemperatur er loselige i vann i konsentrasjoner av minst 20, fortrinnsvis minst 50 vektprosent.

De nevnte vannopploselige. produkter er spesielt egnet som tekstiloljer for ull—systemet. De mest foretrukne typer av slike tekstiloljer er de som er fremstilt ved anvendelse av 3 til 5 mol 1,2-propylenoksyd og 4 til 6 mol etylenoksyd pr. mol alkohol i kondensasjonsreaksjonen.

Når de brukes i ull-systemet kan de nettopp beskrevne vannloselige tekstiloljer oppvise en eller flere av folgende for-deler:

(a) flash-punkt over 176°C,

(b) evne til å opplose andre oljer og fett som kan være til stede i ull-systemet, f.eks. olein og ricinus/spermolje og/eller mineraloljer og/eller lanolin og ullfett,

(c) utmerket oksydasjonsstabilitet,

(d) evne til å utbre seg hurtig på ull- eller andre fibre, (e) tilstrekkelige vaskeegenskaper til å fjerne valke-smuss, og (f) evne til å la valking utfores uten behov for foregående vaske-trinn,

(g) flytende over 0°C.

Reaksjoner for fremstilling av kondensasjonsprodukter

av enverdige alkoholer og etylenoksyd og/eller 1,2-propylenoksyd er i og for seg kjent, og det samme gjelder de reaksjonsbetingelser som er nodvendige for å sikre en på forhånd bestemt mengde av kondenserte etylenoksyd- eller propylenoksydenheter i molekylene i kondensasjonsproduktet. Reaksjonen utfores fordelaktig ved forhoyede temperaturer og trykk, f.eks. ved 130°C til 140°C og et trykk på

4,2 kg/cm , ved bruk av natrium- eller kalium-hydroksyd som katalysa-tor. Produktet kan deretter nøytraliseres og om onskes vakuum-destilleres for å fjerne ureagert oksyd og andre flyktige stoffer.

Kondensasjonsproduktene som er beskrevet her, kan anvendes som hjelpemidler for tekstilbearbeidning, enten som de er eller som bestanddeler i blandinger som i tillegg inneholder ett eller flere andre smoremidler, f.eks. mineraloljer, ricinus/sperm-oljer eller olein. Imidlertid foretrekkes det at de eneste smore-middelkomponenter i tekstiloljene er de nevnte kondensasjonsprodukter. De kan omfatte små mengder, gjerne fra 0,02 til 2 vektprosent,

f.eks. 0,075 vektprosent, av en konvensjonell oksydasjonsinhibitor. Gode inhibitorer er fenol-antioksydasjonsmidler, spesielt sterisk hindrede fenoler, f.eks. 2,6-di-tert.-butylfenol eller 2,6-di-tert.-butyl-4-metylfenol.

Eksempel I

Handelsproduktet "Dobanol"-25 ble omsatt med en blanding av 1,2-propylenoksyd og etylenoksyd i vektforholdet 49151 i nærvær av kaliumhydroksyd (0,12 vektprosent regnet på alkohol) som kata-lysator, ved en temperatur på 135°C og et trykk på 4,2 kg/cm2. Etter reaksjonen ble produktet noytralisert med eddiksyre til pH 5,5, og ureagerte alkylenoksyder ble fjernet ved vakuum-destillasjono Ved analyse av kondensasjonsproduktet viste det seg å inneholde 4,3 mol kondensert 1,2-propylenoksyd og 5,8 mol kondensert etylenoksyd pr. mol alkohol.

Tabell I, kolonne A, gjengir produktets egenskaper i sammenligning med en konvensjonell tekstilolje som er en olein-kvalitet med et innhold av 70 vektprosent frie fettsyrer (kolonne B).

Tabellen viser at den nye tekstilolje er overlegen i forhold til den konvensjonelle type i flere vesentlige henseender. Dens utseende er en væske ved lave temperaturer, hvilket er bedre og mer tiltrekkende enn utseendet til olein. Den kan brukes som tekstilolje i mindre mengder enn olein,og dens vannopploselighet og vaskbarhet er meget bedre, hvilket siste trekk er av spesiell betydning.

Eksempel II

Anvendelsen av produktet fra eksempel I som tekstilolje for ull-systerner ble undersokt i en rekke bearbeidningsforsok. I forsok 1 ble det fremstilt et ull-veft for uniformstoff med ricinus/ spermolje-behandlet kamgarnsvarp av en blanding av 75 7. olein-olje-behandlet ull og 25 % uvasket ull. Kondensasjonsproduktene ble tilsatt til denne blanding i en mengde av 4 vektprosent av ullen. Det oppsto ingen vanskeligheter ved karding og spinning av veften.

I forsok 2 ble det laget et gulvteppe-garn av 20 % poly-amid og 80 % vaskede ullfibre. 4 vektprosent (regnet på fibrene) kondensasjonsprodukt ble tilsatt til blandingen. Det oppsto ingen vanskeligheter ved karding og spinning.

I forsok 3 ble det fremstilt garn under anvendelse av en blanding av vasket ull som inneholdt 1,1 vektprosent ullfett, en vasket ull som inneholdt 0,3 vektprosent ullfett og oljet bomull. 3 vektprosent (regnet på blandingen) kondensasjonsprodukt ble brukt på blandingen. Karding og spinning var meget tilfredsstillende.

I forsok 4 ble det fremstilt ulltepper av en blanding av 50 vektprosent uvasket kalkuli som inneholdt 10 vektprosent ullfett og 50 vektprosent vasket ull som inneholdt 1,5 vektprosent ullfett. Produktet viste seg, ved anvendelse i en mengde av 4 vektprosent regnet på ullblandingen og være utmerket ved karding og spinning.

Eksempel III

Bearbeidningsforsokene 1-4 ble gjentatt med konvensjonelle vaskeoperasjoner. Ved alle vaskebehandlinger viste kondensasjonsproduktet seg lett å kunne fjernes fra tekstilmaterialene. Dette kan typisk vises ved å vaske det materiale som ble fremstilt i forsok 4 i eksempel II!

Stykker av ullteppestoff som for vasking hadde en ekstraherbar rest på 8,5 vektprosent (i diklormetan) ble vasket bare med varmt vann. Denne enkle behandling reduserte den ekstraherbare rest til 0,2 vektprosent.

Eksempel IV

Det ble fremstilt en tekstilolje ved kondensasjon av

5 mol 1,2-propylenoksyd og 1 mol "Dobanol"-25, ved å folge en fremgangsmåte analog den som er beskrevet i eksempel I. Tabell II, kolonne A, gjengir egenskapene til produktet som var vann-uoppl6selig i konsentrasjoner over 0,01 vektprosent, i sammenligning med en konvensjonell bearbeidningsolje for kamgarn-systemet (ricinus/spermolje, kolonne B).

eksempel V

Produktet fra eksempel IV ble undersbkt som tekstilolje for kamgarn-systemet ved fremstilling av garn av merino-ull i det konvensjonelle, high-speed Bradford-kamgarn-system, idet produktet ble anvendt i en mengde av 2 vektprosent (regnet på ull) for kjemmingen. Det oppsto ingen vanskeligheter under kjemming og spinning.

Eksempel VI

Vaskbarheten til produktet fra eksempel IV fra.ull ble undersbkt i sammenligning med en ricinus/spermolje-tekstilolje. Kamgarn som var fremstilt ved anvendelse av det nye produkt eller ricinus/spermolje i en mengde av 3 vektprosent (regnet på ull), som for vasking hadde en ekstraherbar rest (i diklormetan) på henholdsvis 3,1 og 3,2 vektprosent, ble vasket med en lbsning av 0,8 vektprosent natriumoleat og 1,5 vektprosent natriumkarbonat i vann. Etter vasking av garnet som var laget i overensstemmelse med oppfinnelsen, med nevnte vandige, alkaliske lbsning, ble den ekstraherbare rest redu-sert fra 3,1 til 0,2 vektprosent. Samme behandling anvendt på garnet som inneholdt ricinus/spermolje, ga en reduksjon i ekstraherbar rest til 0,4 vektprosent.

Eksempel VII

Det ble fremstilt en tekstilolje ved en fremgangsmåte

analog med den som er beskrevet i eks. I, ved kondensasjon av en blanding av 5 mol 1,2-propylenoksyd og 5 mol etylenoksyd med 1 mol "Linevol" 79 ("Linevol" 79, en blanding av enverdige mettede pri-

mære C_-, C0- og C^-alkoholer, er fremstilt under anvendelse av

lo y

en hydroformyleringsmetode i likhet med den som anvendes for fremstilling av "Dobanol" 25. Vektforholdet mellom C -, C0- og Cn-7 o y alkoholer i produktet er ca. 4:4:2, og ca. 80% er lineære alkoholer). Tabell III, kolonne C, gjengir en oppstilling av egenskapene til produktet i sammenligning med en vanlig olein-tekstilolje (kolonne B), som er omtalt i eks. I.

Tabellen viser at den nye tekstilolje er de vanlige

typer overlegen i forskjellige vesentlige henseende. Dens utseende som væske vad lave temperaturer er bedre, den kan anvendes som tekstilolje i mindre mengder og dens vannløselighet og avvaskbarhet er meget overlegne, hvorved sistnevnte egenskap er av spesiell betydning. Det nye produkt er avpasset for anvendelse i ullindustrien og medfører ikke noen vanskeligheter ved tekstilbearbeidningen.

Eksempel VIII

Det ble fremstilt en tekstilolje i henhold til en fremgangsmåte analog den som er beskrevet i eks. I, ved kondensasjon av en blanding av 7 mol 1,2-propylenoksyd og 7 mol etylenoksyd med 1 mol "Dobanol" 78 ("Dobanol" 78, en blanding av enverdige mettede primære C - og C,Q-alkoholer med spor av C,--alkohol, ble frem-

17 ib iy

stilt under anvendelse av en hydroformyleringsmetode i likhet med den som ble anvendt for fremstilling av "Dobanol" 25. Vektforhol-

det mellom C, - og C,Q-alkoholer i produktet er ca. 1:1, og ca. 73%

J.7 -Lo

er lineære alkoholer).

Tabell III, kolonne D gjengir egenskapene til produktet

i sammenligning med den vanlige olein-tekstiloljen (kolonne B) sem er omtalt i eks. I.

Tabellen viser at den nye tekstilolje ér den vanlige type overlegen i de vesentlige henseende, at den kan anvendes som tekstilolje i mindre mengder og at dens vannløselighet og avvaskbarhet er meget overlegne, hvorved sistnevnte egenskap er av spesiell betydning.

Det nye produkt er tilpasset for anvendelse x ullindustrien og medfører ingen vanskeligheter ved tekstilbearbeidningen.

Eksempel IX

Det ble fremstilt en tekstilolje ved kondensasjon av

8 mol 1,2-propylenoksyd og 1 mol "Linevol" 79 som angitt i eks. VII, hvorved det ble anvendt en fremgangsmåte analog med den som er beskrevet i eks. I.

Tabell IV, kolonne C angir egenskapene til produktet i sammenligning med en vanlig behandlingsolje for kamgarnsystemet (ricinusolje/spermolje, kolonne B).

o

Tabellen viser at den nye tekstilolje er den vanlige type overlegen i forskjellige vesentlige henseende. Dens utseende som væske ved lave temperaturer er ' bedre. Det nye produkt er avpasset for anvendelse i kamgarnindustrien og medfører ingen vanskeligheter ved tekstilbearbeidningen.

Eksempel X

Det ble fremstilt en tekstilolje ved kondensasjon av

5 mol 1,2-propylenoksyd og 1 mol av det i eks. VIII angitte produkt "Dobanol" 78, hvorved det ble anvendt en fremgangsmåte analog med den som er beskrevet i eks. I.

Tabell IV, kolonne D gjengir egenskapene til produktet sammenligning med en vanlig behandlingsolje for kamgarn (ricinus-olje/spermolje, kolonne B).

Tabellen viser at den nye tekstilolje er den vanlige type overlegen i de vesentlige henseende, at den kan anvendes som tekstilolje i mindre mengder og at dens avvaskbarhet er bedre.

Det nye produkt er avpasset for anvendelse i kamgarnindustrien

og medfører ingen vanskeligheter ved tekstilbearbeidningen.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for forbedring av bearbeidbarheten av tekstilfibre eller fiberaktige materialer ved å påføre på fibrene eller det fiberaktige materiale en tekstil-bearbeidningsolje, karakterisert ved at det anvendes en tekstil-bear-beidningsol je som omfatter et kondensasjonsprodukt med smeltepunkt under 12°c og som er fremstilt ved reaksjon mellom ett eller flere 1,2-alkylenoksyder med 2 eller 3 karbonatomer, og en blanding av enverdige, mettede,alifatiske, primære eller sekundære alkoholer med fra 8 til 18 karbonatomer, idet blandingen inneholder minst 60 vektprosent lineære, rettkjedede alkoholer, og resten er forgrenede alkoholer.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at blandingen av alkoholer inneholder fra 15 til 25 vektprosent C-^-primære alkoholer, fra 25 til 35 vektprosent C-^-primære alkoholer, fra 25 til 35 vektprosent G-^-primære alkoholer og fra 15 til 25 vektprosent C15-primære alkoholer.