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Dokumentenidentifikation DE10316401A1 04.11.2004
Titel Textilhilfsmittel
Anmelder CHT R. Beitlich GmbH, 72072 Tübingen, DE
Erfinder Brennich, Wolfgang, Dr., 72764 Reutlingen, DE;
Felkel, Sabine, 72768 Reutlingen, DE;
Kempf, Branka, 72124 Pliezhausen, DE;
Zipfel, Katja, 72108 Rottenburg, DE
Vertreter Patentanwälte von Kreisler, Selting, Werner et col., 50667 Köln
DE-Anmeldedatum 10.04.2003
DE-Aktenzeichen 10316401
Offenlegungstag 04.11.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 04.11.2004
IPC-Hauptklasse D06P 1/52
IPC-Nebenklasse D06P 3/52   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Textilhilfsmittel, enthaltend ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf Basis von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) und ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf der Basis von einem oder mehreren olefinische Doppelbindungen enthaltenden Carbonsäure-Monomeren, eine wässrige Lösung, enthaltend ein solches Textilhilfsmittel, sowie die Verwendung des Gemisches in der Färberei polyesterhaltiger Textilien.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Textilhilfsmittel enthaltend ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf Basis von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (AMPS) und ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf der Basis von einem oder mehreren olefinische Doppelbindungen enthaltenden Carbonsäure-Monomeren, eine wässrige Lösung enthaltend ein solches Textilhilfsmittel sowie die Verwendung des Gemisches in der Färberei polyesterhaltiger Textilien.

Polyesterfasern haben einen ständig steigenden Anteil an der weltweiten Faserproduktion. Der wichtigste Vertreter dieser Faserart ist Polyethylenterephthalat, aber auch andere Polyester wie zum Beispiel Polybutylenterephthalat usw. kommen zum Einsatz [Tetzlaff, G.; Dahmen, M.; Wulfhorst B., Chemiefasern/Textilindustrie 43/95 (1993), 508-522]. Polyesterfasern werden häufig auch in Mischung mit anderen Faserarten (Cellulose usw.) verwendet.

In der Polyesterfaser befinden sich bedingt durch die Herstellung cyclische Oligomere, die während des Färbeprozesses bei Temperaturen über 80 °C an die Faseroberfläche wandern beziehungsweise aus der Faser austreten. Diese Oligomere, bei denen es sich im Falle von Polyethylenterephthalat vorwiegend um Trimere handelt, sind nicht anfärbbar und besitzen nur eine geringe Wasserlöslichkeit. Daher kristallisieren sie beim Kontakt mit der wässrigen Färbeflotte aus und verursachen auf der Warenoberfläche und in Färbeapparaten störende Ablagerungen. Neben einer möglichen Unegalität der Färbung können diese Ablagerungen bei der Weiterverarbeitung zu Verschmutzungen, Staub und Beschädigungen von Fadenführungselementen, Nadeln usw. führen. Die beste Abhilfe schafft das alkalische Färben, bei dem die Oligomeren verseift werden. Allerdings ist die Auswahl an alkalistabilen Dispersionsfarbstoffen sehr gering [Richter, P.: Chemiefas.Textilind. 44 (1996), 290 – 302].

Eine weitere Möglichkeit zur Verringerung der Menge der Oligomeren auf der Faseroberfläche ist die alkalische Vorbehandlung der Ware. Die anschließende Färbung kann dann – je nach Farbstoffauswahl – sauer oder alkalisch erfolgen [Yang, Y.; Shiqi, L.: Text. Chem. Color. Am. Dyst. Rep. 32 (2000), 42 – 46]. Der Nachteil dieses Verfahrens ist der Wechsel des pH-Wertes von alkalisch zu sauer beziehungsweise beim alkalischen Färben die geringe Auswahl an alkalistabilen Dispersionsfarbstoffen.

Die Verwendung von Tensiden zur Entfernung der Oligomeren sorgt hauptsächlich für das Herauslösen der ohnehin wasserlöslichen linearen Oligomere. Bezüglich der Trimeren kann nur wenig Verbesserung erreicht werden [Grosse, I.; Schreiber, H.: Tenside, Surf. Det. 33 (1996), 252 – 259; Hodul P. et al.: Vlákna a textil 5 (1998), 12 – 18]. Bei Nachwaschverfahren kommen häufig kationische Tenside zum Einsatz, die aufgrund ihrer Ladung jedoch nicht im Färbebad eingesetzt werden können. Außerdem zeigen diese Nachwaschverfahren wenig Effizienz.

Ein anderes Verfahren, um den Austritt von Oligomeren aus der Polyesterfaser zu verhindern, ist das „Festkleben„ an der Faseroberfläche mit hochmolekularen Substanzen. Der Einsatz derartiger Substanzen ist aber nicht in allen Färbeverfahren möglich.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Textilhilfsmittel mit Oligomeren-Dispergiereigenschaften herzustellen, das geeignet ist, das Problem der Oligomere bei der Polyesterfärberei zu überwinden und insbesondere in sauren und in alkalischen Färbebädern eingesetzt werden kann. Dabei darf das Ergebnis der Färbung bezüglich Farbton, Farbtiefe, Egalität und Echtheiten durch das Hilfsmittel nicht beeinflusst werden. Darüber hinaus soll der Anteil ethoxylierter Verbindungen nach Möglichkeit niedrig gehalten werden, da sie die Schaumbildung begünstigen können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in einer ersten Ausführungsform gelöst durch ein Textilhilfsmittel enthaltend

  • (a) ein Homopolymer auf der Basis von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure-Monomeren (AMPS) und/oder ein Co- oder Terpolymer auf der Basis von AMPS mit weiteren Monomeren mit olefinischen Doppelbindungen, wobei das Homo- Co- oder Terpolymer eine Zusammensetzung der allgemeinen Formel (I)
    mit unabhängig voneinander

    R1 = CO-NH-C(CH3)2-CH2SO3R8

    R2 = H und/oder CH3

    R3 = H, COOH und/oder COOM

    R4 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    R5 = H und/oder CH3

    R6 = H, COOH und/oder COOM

    R7 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    R8 = H und/oder M

    M = Alkalimetall, Erdalkalimetall, Ammonium, Amin und/oder substituiertes Amin

    mit der Maßgabe, dass a + b + c = 1 und

    a = 0,1 bis 1,0,

    b = 0,0 bis 0,9 und

    c = 0,0 bis 0,9 betragen und
  • (b) ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf der Basis von wenigstens einem Monomeren, ausgewählt aus Carbonsäurederivaten mit olefinischen Doppelbindungen, das Homo- Co- oder Terpolymer genügend einer Zusammensetzung der allgemeinen Formel (II)
    mit unabhängig voneinander

    R9 = H, COOH, COOM und/oder CONH2

    R10 = COOH, COOM und/oder CONH2

    R11 = H und/oder CH3

    R12 = H, COOH und/oder COOM

    R13 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    R14 = H und/oder CH3

    R15 = H, COOH und/oder COOM

    R16 = H, COOH, COOM, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    M = Alkalimetall, Erdalkalimetall, Ammonium, Amin und/oder substituiertes Amin

    mit der Maßgabe, dass d + e + f = 1 und

    d = 0 bis 0,50,

    e = 0 bis 0,50 und

    f = 0,50 bis 0,95 betragen.

Der Begriff „Homopolymer" bezeichnet dabei ein Polymer, beispielsweise Polyacrylsäure, das durch Polymerisation der olefinischen Doppelbindungen lediglich eines Monomers mit olefinischen Doppelbindungen erhalten wurde, „Copolymer", bzw. „Terpolymer" bezeichnen Polymere, die durch Polymerisation der olefinischen Doppelbindungen zweier bzw. dreier verschiedener Monomere mit olefinischen Doppelbindungen statistisch, als Blockpolymere, als Blockcopolymere oder in sonstiger Weise erhalten wurden. Die Indices a, b und c, d, e und f definieren das Mengenverhältnis der Monomerbausteine zueinander, die Reihenfolge der Monomere wird dadurch in keiner Weise festgelegt. Auch Blockcopolymere der Art a-ax-b-by-c-cy sind beispielsweise damit eingeschlossen.

Dabei ist erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der Bestandteil (a) ein Homopolymer eines Salzes von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, insbesondere eines Natriumsalzes, ist.

Besonders bevorzugt ist dabei der Bestandteil b) ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf der Basis von Acrylsäure und/oder Maleinsäure und gegebenenfalls einem Olefin einer Zusammensetzung der allgemeinen Formel (II).

Die Bestandteile a) und b) des Textilhilfsmittels sind bevorzugt wasserlöslich. Wasserlöslich im Sinne der Erfindung bedeutet, dass bei Raumtemperatur bei Konzentrationen des Bestandteils in Wasser bis zu 400, insbesondere bis zu 500 g/l noch klare Lösungen erhalten werden.

Beste Ergebnisse bei der Bindung von Oligomeren werden erzielt, wenn das Verhältnis der Gewichtsteile der Bestandteile (a) zu (b) 90 zu 10 bis 10 zu 90, insbesondere 65 zu 35 bis 35 zu 65, ganz besonders 60 zu 40 bis 40 zu 60 und insbesondere bevorzugt etwa 50 zu 50 beträgt.

Vorzugsweise ist das Textilhilfsmittel dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile a) und/oder b) teilweise oder vollständig neutralisiert sind. Dadurch weist das Gemisch bevorzugt einen pH-Wert im Bereich von 4 bis 12 auf. Durch die Neutralisation wird die Löslichkeit in Wasser verbessert. Dies ist von Vorteil, da in wässrigen Färbeflotten gearbeitet wird.

Das erfindungsgemäße Textilhilfsmittel enthält in einer Ausführungsform der Erfindung zusätzlich weitere Bestandteile wie Waschmittel, Färbebeschleuniger, Egalisiermittel, Dispergiermittel zur Stabilisierung der Farbstoffdispersion, Puffer, Faltenverhinderer und/oder Nachreinigungsmittel. Daraus resultiert die Möglichkeit für die Herstellung von kombinierten Produkten, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind. Ein Beispiel hierfür ist die Mischung des erfindungsgemäßen Hilfsmittels mit Fettsäureethoxylaten zur Herstellung von Egalisiermitteln mit Oligomeren dispergierenden Eigenschaften. Aber auch die Kombination mit Färbebeschleunigern, Dispergiermitteln zur Stabilisierung der Farbstoffdispersion, Puffern und Faltenverhinderern ist möglich. Weiterhin kann das erfindungsgemäße Textilhilfsmittel Wasser enthalten.

In einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Textilhilfsmittel, das insgesamt 5 bis 50, insbesondere 10 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Textilhilfsmittels, der Bestandteile a) und b) enthält.

Das erfindungsgemäße Textilhilfsmittel findet bevorzugt Verwendung in der Färberei polyesterhaltiger Textilien, wobei man die Textilien mit dem Textilhilfsmittel in Kontakt bringt. Insbesondere dient das erfindungsgemäße Textilhilfsmittel dabei zum Dispergieren von Oligomeren.

Das wichtigste Färbeverfahren für Polyester ist das Hochtemperatur(HT)-Verfahren. Üblicherweise wird dieses bei Temperaturen von 130 – 140 °C im geschlossenen Färbeapparat durchgeführt. Dabei werden fast ausschließlich Dispersionsfarbstoffe verwendet. Die Färbung findet normalerweise im schwach sauren Medium statt. Als Hilfsmittel im Färbebad können Färbebeschleuniger (Carrier), Egalisiermittel, Dispergiermittel zur Stabilisierung der Farbstoffdispersion, Puffer und Faltenverhinderer allein oder in Kombination mit dem erfindungsgemäßen Hilfsmittel eingesetzt werden. Zur Verbesserung der Farbechtheiten können außerdem Nachreinigungsmittel verwendet werden, die oberflächlich anhaftenden Farbstoff entfernen. Alle genannten Textilhilfsmittel können auch beim Färben von Polyester- und Cellulosemischungen Verwendung finden [Richter, P.: a. a. O.]. Bevorzugt werden in diesem Zusammenhang die im Textilhilfsmittelkatalog (THK) 2000, Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main (2000) beschriebenen Hilfsmittel, als Färbebeschleuniger insbesondere Carbonsäureverbindungen, Sulfonate, Sulfate, Kohlenwasserstoffe, Alkoxylate, weitere Färbebeschleuniger gemäß THK sowie Zubereitungen aus einem oder mehreren dieser Stoffe, als Egalisiermittel insbesondere Carbonsäureverbindungen, Sulfonate, Sulfate, Alkoxylate, Polyester, weitere Egalisiermittel gemäß THK sowie Zubereitungen aus einem oder mehreren dieser Stoffe, als Dispergiermittel insbesondere Naphthalinsulfonate, andere Sulfonate, deren Kondensationsprodukte mit Formaldehyd, Sulfate, Carbonsäureverbindungen, Alkoxylate, Polyester, weitere Dispergiermittel gemäß THK sowie Zubereitungen aus einem oder mehreren dieser Stoffe, als Puffer insbesondere anorganische und/oder organische Säuren, Carbonsäureverbindungen, Sulfonate, Phosphonate, verschiedene Salze, weitere Puffer gemäß THK sowie Zubereitungen aus einem oder mehreren dieser Stoffe, als Lauffaltenverhinderer insbesondere Carbonsäureverbindungen, Sulfonate, Sulfate, Phosphate, Alkoxylate, Polyethylen, Polymerdispersionen, Polykondensate, weitere Lauffaltenverhinderer gemäß THK sowie Zubereitungen aus einem oder mehreren dieser Stoffe, als Nachreinigungsmittel insbesondere anorganische und/oder organische Reduktionsmittel, Sulfinsäureverbindungen, Thioharnstoffdioxid, Carbonsäureverbindungen, Sulfonate, Sulfate, Phosphate, quaternäre Ammoniumverbindungen, Alkoxylate, Polyethylen, Polymerdispersionen, Polykondensate, weitere Nachreinigungsmittel gemäß THK sowie Zubereitungen aus einem oder mehreren dieser Stoffe.

Das erfindungsgemäße Textilhilfsmittel dient dabei bevorzugt dem effektiven Dispergieren von Oligomeren. Diese Aufgabe wird besonders gut in Kombination mit den verschiedenen sonstigen Hilfsmitteln im Färbebad gelöst, die entweder bereits im erfindungsgemäßen Textilhilfsmittel enthalten sind oder zusätzlich dem Färbebad zugegeben werden können.

Das Hilfsmittel kann sowohl im Färbebad als auch bei der Vorwäsche und Nachwäsche verwendet werden.

Die folgenden Beispiele zeigen die Oligomeren dispergierende Wirkung von erfindungsgemäßen Textilhilfsmitteln. Da es im Labormaßstab nicht möglich ist, den Effekt einfach mittels verschiedener Färbungen zu zeigen, wurden die Vergleiche mit einer speziellen Testmethode durchgeführt, die die Färbebedingungen simuliert.

Testmethode:

Man verwendet Ablagerungen aus Färbemaschinen von Textilveredlungsbetrieben, die Polyester-Oligomere enthalten. Zur Reinigung werden 10 g Ablagerungen mit 1000 ml Dioxan übergossen und ca. 30 Minuten bei Raumtemperatur verrührt. Anschließend filtriert man diese Lösung über ein Filterpapier ab. Auf diese Weise erhält man als Filtrat eine klare Polyester-Oligomerenlösung Zur Überprüfung der Oligomerdispergierwirkung stellt man jeweils 200 ml Flotte her, welche 2 g/l MEROPAN® CIT (Puffer für die Polyesterfärberei von der Firma CHT R. Beitlich GmbH, Tübingen) und 5 g/l des zu überprüfenden Textilhilfsmittels enthält.

Nach Überprüfung des pH-Wertes gibt man die Flotten in HT-Färbebecher und heizt im Labomat auf 80 °C. Bei dieser Temperatur gibt man 6,0 ml der Polyester-Oligomerenlösung zu, heizt auf 130 °C und hält diese Temperatur für die Dauer von 30 Minuten. Anschließend lässt man abkühlen.

Bei 20 °C werden die Flotten mittels Saugflasche und Vakuumpumpe über Schwarzfilter bei 700 mbar abgesaugt. Man trocknet die Filter an der Luft und beurteilt anschließend mit dem Auge die Oligomerablagerungen auf dem Filter. Als Vergleich wird immer eine Blindflotte ohne Oligomeren dispergierendem Textilhilfsmittel mitgeprüft.

Beispiele:

In den folgenden Beispielen wurden Mischungen aus dem Homopolymer des Na-Salzes von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure (Homopol. AMPS-Na) und des Na-Salzes eines Maleinsäure/Olefin-Copolymerisates (SOKALAN® CP 9 von der Fa. BASF, Ludwigshafen) verwendet. Beide Polymere wurden in Form ihrer wässrigen Lösung mit insgesamt 5 g/l des(r) zu überprüfenden Textilhilfsmittels) eingesetzt. Die angegebenen Teile bezeichnen das Gewichtsverhältnis der enthaltenen Feststoffanteile zueinander. Die Versuchsdurchführung erfolgte gemäß der oben beschriebenen Testmethode. Dabei wurden folgende Ergebnisse erhalten:


Anspruch[de]
  1. Textilhilfsmittel enthaltend

    (a) ein Homopolymer auf der Basis von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure-Monomeren (AMPS) und/oder ein Co- oder Terpolymer auf der Basis von AMPS mit weiteren Monomeren mit olefinischen Doppelbindungen, wobei das Homo- Co- oder Terpolymer eine Zusammensetzung der allgemeinen Formel (I) aufweist
    mit unabhängig voneinander

    R1 = CO-NH-C(CH3)2-CH2SO3R8

    R2 = H und/oder CH3

    R3 = H, COOH und/oder COOM

    R4 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    R5 = H und/oder CH3

    R6 = H, COOH und/oder COOM

    R7 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    R8 = H und/oder M

    M = Alkalimetall, Erdalkalimetall, Ammonium, Amin und/oder substituiertes Amin

    mit der Maßgabe, dass a + b + c = 1 und

    a = 0,1 bis 1,0,

    b = 0,0 bis 0,9 und

    c = 0,0 bis 0,9 betragen und

    (b) ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf der Basis von wenigstens einem Monomeren, ausgewählt aus Carbonsäurederivaten mit olefinischen Doppelbindungen, das Homo- Co- oder Terpolymer genügend einer Zusammensetzung der allgemeinen Formel (II)
    mit unabhängig voneinander

    R9 = H, COOH, COOM und/oder CONH2

    R10 = COOH, COOM und/oder CONH2

    R11 = H und/oder CH3

    R12 = H, COOH und/oder COOM

    R13 = H, COOH, COOM, CONH2, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    R14 = H und/oder CH3

    R15 = H, COOH und/oder COOM

    R16 = H, COOH, COOM, CH3, (C2 bis C6)-Alkyl, Phenyl und/oder substituiertes Phenyl

    M = Alkalimetall, Erdalkalimetall, Ammonium, Amin und/oder substituiertes Amin

    mit der Maßgabe, dass d + e + f = 1 und

    d = 0 bis 0,50,

    e = 0 bis 0,50 und

    f = 0,50 bis 0,95 betragen.
  2. Textilhilfsmittel gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil a) ein Homopolymer eines Salzes von 2-Acrylamido-2-methylpropansulfonsäure, insbesondere eines Natriumsalzes, ist.
  3. Textilhilfsmittel gemäß Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil b) ein Homo-, Co- oder Terpolymer auf der Basis von Acrylsäure und/oder Maleinsäure einer Zusammensetzung der allgemeinen Formel (II) ist.
  4. Textilhilfsmittel gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Gewichtsteile der Bestandteile (a) zu (b) im Bereich von 90 zu 10 bis 10 zu 90, insbesondere 65 zu 35 bis 35 zu 65, ganz besonders 60 zu 40 bis 40 zu 60 und vornehmlich etwa 50 zu 50 beträgt.
  5. Textilhilfsmittel gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile a) und/oder b) teilneutralisiert oder neutralisiert ist.
  6. Textilhilfsmittel gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es insgesamt 5 bis 50, insbesondere 10 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Textilhilfsmittels, der Bestandteile a) und b) enthält.
  7. Textilhilfsmittel gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 6, enthaltend Hilfs- und Zusatzstoffe und/oder Wasser.
  8. Textilhilfsmittel gemäß Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass es Hilfs- und Zusatzstoffe enthält, die ausgewählt sind aus Waschmitteln, Färbebeschleunigern, Egalisiermitteln, Dispergiermitteln zur Stabilisierung der Farbstoffdispersion, Puffern, Faltenverhinderern und/oder Nachreinigungsmitteln.
  9. Verwendung eines Textilhilfsmittels gemäß einem der Patentansprüche 1 bis 8 zum Färben polyesterhaltiger Textilien, durch Inkontaktbringen der Textilien mit den Textilhilfsmitteln.
  10. Verwendung gemäß Patentanspruch 9 zum Dispergieren von Oligomeren.
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