EP0822287A1 - Fiber treatment composition - Google Patents
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- EP0822287A1 EP0822287A1 EP97890128A EP97890128A EP0822287A1 EP 0822287 A1 EP0822287 A1 EP 0822287A1 EP 97890128 A EP97890128 A EP 97890128A EP 97890128 A EP97890128 A EP 97890128A EP 0822287 A1 EP0822287 A1 EP 0822287A1
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- European Patent Office
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- textile
- starch
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- fiber treatment
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- 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
- D06M15/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
- D06M15/01—Treating fibres, threads, yarns, fabrics, or fibrous goods made from such materials, with macromolecular compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with natural macromolecular compounds or derivatives thereof
- D06M15/03—Polysaccharides or derivatives thereof
- D06M15/11—Starch or derivatives thereof
Definitions
- the present invention relates to a textile fiber treatment agent for use in manufacturing or aftertreatment of woven and knitted fabrics, which means on the Based on potato starch and if necessary in a mixture with additives known per se for this purpose.
- Textile fiber treatment agents therefore in the manufacture or after-treatment of fabrics and knitted.
- Sizing agents for Textile materials as well as binding agents, finishing agents or impregnating agents for carpets, textile wallpapers and fabric mats various natural or artificial fibers, such as cellulose fibers, Hemp or linen fibers, glass fibers, plastic fibers or carbon fibers.
- the list of fibers is only exemplary and not restrictive.
- textile fiber treatment agent in the sense
- the present invention includes agents used in papermaking or used for paper aftertreatment.
- starch products in particular Products based on potato starch, corn starch, waxy corn starch and derivatives thereof, for the treatment of fiber materials during processing of the same or afterwards to use on it.
- Starch is a natural vegetable product. It essentially exists from a glucose polymer, which in the case of potato starch also a small amount of phosphoric acid in ester bond contains. Depending on the starting plant, the strength is one quantitative composition of two components , namely of amylose and amylopectin. Amylose and In turn, amylopectin are not uniform substances, but are mixtures of different polymers Molecular weights. Amylose essentially consists of unbranched polysaccharides in which the glucose is bonded in alpha1,4 is present. It lies in the natural starch grains the amylose usually pre-inside the grain. To this The core of amylose is the amylopectin. This is in turn a highly branched glucose polymer in which the Glucose units next to the alpha 1,4-bonds at the branching points contained in 1,6 bond.
- Natural starches usually have an amylose content of 15% to 30%, regardless of the type of plant from which it is obtained will. Only Waxy type corn varieties deliver one Starch that consists almost entirely of amylopectin.
- the Field of application of this starch, the so-called waxy corn starch is mainly in the food sector.
- this Amylose-free starch in gelatinization in much less Dimensions pulls threads and less retrogradation symptoms has an amylose-rich starch.
- the food made with waxy corn starch is an improved one Mouthfeel as well as improved texture and storage stability achieved in relation to products with normal strength.
- the waxy maize starch so far hardly enforced due to its relatively high price.
- EP-A1 0 703 314 describes the use of amylopectin potato starch in cationic form as mass starch in papermaking suggested.
- the amylopectin starch is thereby preferably obtained from genetically modified potatoes.
- amylopectin starch made from gene transformed Potatoes are extracted except in this field of paper production in the non-food sector is nowhere known.
- the present invention is now concerned with a new one Area of application for amylopectin potato starch, in which the favorable properties of this starch for special product advantages to lead.
- the new textile fiber treatment agents are therefore according to the invention characterized in that for their manufacture used potato starch from an amylopectin potato starch, i.e. a potato starch with compared to usual Potato starch with a reduced amylose content.
- the new textile fiber treatment agents show not only significantly better properties compared to Means based on standard potato starch, but there are also the textile products obtained with it in many ways improved and the production of new funds offers in ecological and economically numerous advantages. It is favorable if the potato starch used has an amylose content from less than 20%, preferably from 0% to 8%, in particular from 0% to 5%.
- the use of such fiber treatment agents in textile sizing applies primarily to the sizing of warp yarns.
- the agent mostly serves as an additive in warp yarn preparation or for use as a smoothing and reinforcing agent the warp thread or to increase the abrasion resistance in the weaving process.
- starch products are based Sago, corn or potato starch for at least 50 years common.
- the quality of these starch products was sufficient for machines.
- the evolving textile industry, the development of new Yarns and yarn types, opening up and moving new markets and the legal requirements are the breeding ground for the Development of new products.
- the requirements for sizing agents are varied. So e.g. running properties of the yarn are expected that have a thread break number less depending on substrate and weaving machine guarantee as 0.1 / 100,000 shots.
- Starch products for the textile industry have to be tight Seen in connection with the shear sensitivity of the products will.
- Conventional starch derivatives are therefore used during the Manufactured by introducing cross-linkable substances modified and made shear stable.
- amylopectin potato starch as the starting material for textile sizing now offers one option, the one above largely solve the problems mentioned. It turned out that the amylopectin starch grain is significantly more stable than is the common grain of starch. Many properties at the Processing and when using the amylopectin starch depend on this increased grain stability together. For example, surprisingly the amylopectin starch is 5 ° C higher Gelatinization temperature, which causes reactions in the slurry and thus products with a higher conversion rate (substitution) or very high purity can be produced.
- the starch in modified or derivatized form, as used as ether or ester.
- derivatization is in the present context according to usual practice esterification, etherification and possibly crosslinking, however not understood graft polymer formation.
- amylopectin starch In the derivatization of starch, the above-mentioned causes higher Grain stability of amylopectin simplifies manufacturing technology.
- the amylopectin starch is less alkaline and less sensitive to temperature than the amylose Strength.
- the conventional etherification and esterification reactions can thereby intensify with shorter reaction times and the use of gelatinization protection salts can be clear be reduced.
- Cross-linking reagents e.g. Epichlorohydrin
- the starch is preferably a reaction product of an esterification with mono-, di- or tricarboxylic acids with an alkyl chain with 1 to 30 carbon atoms or as a carbamate.
- Starch ethers are also particularly favorable starch derivatives, such as methyl, ethyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl, Hydroxybutyl, carboxymethyl, cyanoethyl, carbamoyl ethyl ether, or mixtures thereof. Excellent results have been e.g. achieved with hydroxypropyl starch.
- the starch is often also made up of acids, oxidizing agents, Shear forces or enzymatic processes are reduced.
- the starch products for textile fiber treatment agents are in granular form or they are preferred as modified, namely cold water-swellable or cold-soluble products. Methods such as extrusion are used to produce the same. Roller or spray drying u. ⁇ ., used, which already have been state of the art for some time.
- the gelatinization or the digestion of granular starch by means of Drum drying in a thin film is one of the most common Method.
- the influence of temperature and Shear forces either unlocked the strength or a paste that has already been digested is dried. In both In some cases, roller drying causes a more extensive process Dissolution of the native strength structures. for optimal Development of the properties of starch derivatives for the textile sector the correct degree of digestion is of great importance.
- amylopectin potato starch also has properties that the previously known amylopectin starches from waxy corn do not have.
- the adhesive strength of the amylopectin potato starch paste is about 20% higher.
- the viscosity values are around 50% higher.
- the values for the maximum tractive effort are also around 40% higher.
- the improved adhesive strength in connection with the favorable viscosity behavior leads, especially in the field of textile sizing, positive changes in abrasion behavior, reduced tendency to form staples, reduced abrasion and hairiness of the finished Warp yarns.
- the clarity of the amylopectin potato starch paste is higher and there is less tendency to Retrogradation (remains for 3 h at room temperature without a tendency to gel or gel formation).
- the storage stability the paste is surprisingly high. At room temperature the viscosity of an amylopectin starch paste after 7 days only by a maximum of 10%.
- amylopectin potato starch extremely interesting in textile sizing.
- the invention relates in any case to that Use of the amylopectin potato starch or its depolymerized starch and / or derivatized forms as part of a Textile sizing agent.
- Textile sizing agents are also within the scope of the present invention itself, which is a textile fiber treatment agent mentioned above in combination with those known per se for this purpose contain organic polymers and / or size grease.
- Another area of textile fiber treatment is, as mentioned, the treatment of fabric mats, carpets, textile wallpapers and the like.
- starch-based binders In the preparation of These products are generally used in the finishing or impregnation fleets Binder added to the products mentioned to give appropriate strengths.
- Binder natural polymers can e.g. based on proteins, Polysaccharides or resins can be built up.
- binders In order to give the fiber materials the necessary properties, that ensure their quick and efficient processing, The properties of the binders are often not sufficient out. Aside from the numerous physical modifications or chemical nature of the respective polymers often for "in situ" crosslinking of the binders on the fabrics or gripped mats.
- Crosslinking agents are used different reactivity, e.g. Resins that from Reaction products of nitrogen compounds with compounds from the aldehyde group, the one or more functional aldehyde groups included, exist. Most of all, products are made from Urea, melamine or nitrogen-containing heterocycles, such as e.g. Ethylene urea and formaldehyde or glyoxal are used.
- crosslinking agents are based on inorganic compounds, those for reaction with the functional groups of the binders are qualified, e.g. Salts of multivalent cations or Anions. Most recently, silicates have been used or zirconium salts used.
- the present invention is also in use the above, preferably depolymerized and / or derivatized Amylopectin potato starch as part of a Textile binder, in which, if necessary, additionally known polymer dispersions, water repellents for this purpose and / or crosslinking agents are included.
- the potato starch derivatives due to their high specific adhesive strength not achieved by other types of starch becomes particularly important as a binder.
- the special structure of the potato starch grit ensures high adhesive strength i.e. the stability of the starch grain can the effectiveness, especially the binding power of the starch products, influence. Since the amylopectin potato starch grain, as mentioned, has a very good stability, recommends the use of amylopectin potato starch special measure.
- Flow behavior suitable for the finishing fleets or corresponding ones Giving rheology are the strengths or theirs Derivatives in their degree of digestion from weakly cold swelling up to modified very well soluble in cold, since it has been shown that the Degree of disintegration of the starch significantly affects the rheology of the fleets can influence or control.
- finishing fleet also depend strongly with the rheology of the fleets. Order, machine running speed, Handle of the impregnated product, shear stability the fleet, storage stability, wet strength and The hydrophobicity of the products is therefore closely related with the type of starch used or the starch derivative.
- finishing fleet Due to the requirements for the processing properties the finishing fleet is the maximum possible degree of digestion limited because the flow behavior of highly digested starches the finishing fleets are no longer suitable for processing. Therefore, the possible degree of disruption of the strengths is usually by pre-crosslinking with the known crosslinking reagents, such as. Epichlorohydrin, trimetaphosphate or phosphorus oxychloride, limited.
- a potato starch or derivatives of the same without pre-crosslinking enable constant degrees of digestion and thereby an important one have a larger number of hydrated hydroxyl groups, give the finishing liquors a suitable rheology and therefore represent an optimal binder for production of fiber mats or fiber wallpapers or carpets
- Amylopectin potato starch is one such beneficial one Starch raw material that eliminates the need for pre-crosslinking makes.
- the amylopectin molecules are in the hydrated form maximum open minded, but bring about excellent Flow properties of the finishing liquors.
- the properties achieved the textile fiber wallpapers or fabric mats produced with it are at the same amount used significantly above Standard values with conventional potato starches. Furthermore allows a reduction in the quantities used in the finishing fleet a significant reduction in manufacturing costs.
- On the other hand can use the same amount of starch product Amounts of crosslinking agent used with the same properties the impregnated fabric can be significantly reduced.
- the wet strengths are the same and water repellency values a much softer Get the handle of the treated wallpaper, mats and the like.
- the textile fiber treatment agents according to the invention mostly have a 20 to 30% reduction in the amount of amylopectin starch used in relation to normal potato starch.
- finishing fleets turn out to be more than usual also stable in storage and do not tend to thicken, as is the case with conventional formulations is the case.
- Standard potato starch Starch ether: 4 kg of hydroxypropyl starch Propoxy content 20% Viscosity at 80 ° C and 4.5% dry matter 58 [mPa.s] 0.1 kg size grease
- Amylopectin potato starch Starch ether: 3.2 kg hydroxypropyl starch Propoxy content 20% Viscosity at 80 ° C and 4% dry matter 75 [mPa.s] 0.1 kg size grease
- Oxidatively degraded standard potato starch 7.3 kg starch Viscosity at 80 ° C and 5% dry matter 150 [mPa.s] 0.15 kg size grease
- Oxidatively degraded amylopectin potato starch 6.0 kg starch Viscosity at 80 ° C and 5% dry substance 200 [mPa.s] 0.1 kg size grease
- the wet strength was determined after a swelling time of 1 minute in deionized the tensile force determined to break the Connection of warp and weft leads.
- the traction is given in grams of traction.
Abstract
Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Textilfaserbehandlungsmittel zur Verwendung bei der Herstellung bzw. Nachbehandlung von Geweben und Gewirken, welches Mittel auf der Basis von Kartoffelstärke beruht und gegebenenfalls in Mischung mit an sich für diesen Zweck bekannten Zusatzmitteln vorliegt.The present invention relates to a textile fiber treatment agent for use in manufacturing or aftertreatment of woven and knitted fabrics, which means on the Based on potato starch and if necessary in a mixture with additives known per se for this purpose.
Unter Textilfasern im Sinne der vorliegenden Erfindung werden Fasern verstanden, die geeignet sind, in einem Web- oder Wirkprozeß verarbeitet zu werden. Textilfaserbehandlungsmittel werden daher bei der Herstellung bzw. Nachbehandlung von Geweben und Gewirken eingesetzt. Dazu gehören u.a. Schlichtemittel für Textilmaterialien ebenso wie Binde- bzw. Appretur- oder Imprägniermittel für Teppiche, Textiltapeten und Gewebematten aus verschiedensten natürlichen oder künstlichen Fasern, wie Zellulosefasern, Hanf- oder Leinenfasern, Glasfasern, Kunststoff-Fasern oder Kohlefasern. Die Aufzählung der Fasern ist nur beispielhaft und nicht einschränkend.Among textile fibers in the sense of the present invention Understand fibers that are suitable in a weaving or knitting process to be processed. Textile fiber treatment agents therefore in the manufacture or after-treatment of fabrics and knitted. These include Sizing agents for Textile materials as well as binding agents, finishing agents or impregnating agents for carpets, textile wallpapers and fabric mats various natural or artificial fibers, such as cellulose fibers, Hemp or linen fibers, glass fibers, plastic fibers or carbon fibers. The list of fibers is only exemplary and not restrictive.
Nicht unter den Begriff Textilfaserbehandlungsmittel im Sinne der vorliegenden Erfindung fallen Mittel, die bei der Papierherstellung oder zur Papiernachbehandlung eingesetzt werden.Not under the term textile fiber treatment agent in the sense The present invention includes agents used in papermaking or used for paper aftertreatment.
Es ist bekannter Stand der Technik, Stärkeprodukte, insbesondere Produkte auf Basis von Kartoffelstärke, Maisstärke, Wachsmaisstärke und Derivaten davon, für die Behandlung von Fasermaterialien während der Verarbeitung derselben oder im Anschluß daran zu verwenden.It is known prior art, starch products, in particular Products based on potato starch, corn starch, waxy corn starch and derivatives thereof, for the treatment of fiber materials during processing of the same or afterwards to use on it.
Stärke ist ein pflanzliches Naturprodukt. Sie besteht im wesentlichen aus einem Glucosepolymer, das im Fall von Kartoffelstärke auch eine geringe Menge Phosphorsäure in Esterbindung enthält. Je nach Ausgangspflanze stellt die Stärke eine mengenmäßig unterschiedliche Zusammensetzung zweier Bestandteile dar, nämlich von Amylose und Amylopektin. Amylose und Amylopektin sind ihrerseits wieder keine einheitlichen Substanzen, sondern sind Gemische von Polymeren mit unterschiedlichen Molekulargewichten. Amylose besteht im wesentlichen aus unverzweigten Polysacchariden, in denen die Glucose in alpha1,4-Bindung vorliegt. In den natürlichen Stärkekörnern liegt die Amylose in der Regel im Inneren des Korns vor. Um diesen Kern aus Amylose ist das Amylopektin angeordnet. Dieses ist seinerseits ein stark verzweigtes Glucosepolymer, bei dem die Glucoseeinheiten neben den alpha-1,4-Bindungen an den Verzweigungsstellen in 1,6-Bindung enthalten sind.Starch is a natural vegetable product. It essentially exists from a glucose polymer, which in the case of potato starch also a small amount of phosphoric acid in ester bond contains. Depending on the starting plant, the strength is one quantitative composition of two components , namely of amylose and amylopectin. Amylose and In turn, amylopectin are not uniform substances, but are mixtures of different polymers Molecular weights. Amylose essentially consists of unbranched polysaccharides in which the glucose is bonded in alpha1,4 is present. It lies in the natural starch grains the amylose usually pre-inside the grain. To this The core of amylose is the amylopectin. This is in turn a highly branched glucose polymer in which the Glucose units next to the alpha 1,4-bonds at the branching points contained in 1,6 bond.
Natürliche Stärken haben in der Regel einen Amylosegehalt von 15 % bis 30 %, unabhängig von der Pflanzenart, aus der sie gewonnen werden. Nur Maissorten des Waxy-Typs liefern eine Stärke, die fast ausschließlich aus Amylopektin besteht. Das Anwendungsgebiet dieser Stärke, der sogenannten Wachsmaisstärke, liegt überwiegend im Lebensmittelbereich. Hier wird als besondere Eigenschaft die Tatsache geschätzt, daß diese amylosefreie Stärke bei der Verkleisterung in weit geringerem Maße Fäden zieht und geringere Retrogradationserscheinungen aufweist als eine amylosereiche Stärke. Dadurch wird bei den mit Wachsmaisstärke hergestellten Lebensmitteln ein verbessertes Mundgefühl sowie eine verbesserte Textur und Lagerstabilität im Verhältnis zu Produkten mit üblicher Stärke erzielt. Im technischen Bereich hat sich die Wachsmaisstärke durch ihren relativ hohen Preis bisher kaum durchgesetzt.Natural starches usually have an amylose content of 15% to 30%, regardless of the type of plant from which it is obtained will. Only Waxy type corn varieties deliver one Starch that consists almost entirely of amylopectin. The Field of application of this starch, the so-called waxy corn starch, is mainly in the food sector. Here is considered special property appreciated the fact that this Amylose-free starch in gelatinization in much less Dimensions pulls threads and less retrogradation symptoms has an amylose-rich starch. As a result, the food made with waxy corn starch is an improved one Mouthfeel as well as improved texture and storage stability achieved in relation to products with normal strength. In the technical field, the waxy maize starch so far hardly enforced due to its relatively high price.
Es sind Verfahren bekannt, um auf chemischem Weg den Amylosegehalt von Stärke herabzusetzen. Der Aufwand hiefür ist jedoch beträchtlich und kann nur betrieben werden, wenn wirtschaftliche Gesichtspunkte es erlauben.Methods are known to chemically check the amylose content from diminishing strength. The effort for this is, however considerable and can only be operated if economical Aspects allow it.
In der Literatur finden sich einige Hinweise darauf, Stärke mit erhöhtem Amylopektingehalt als Nahrungsmittelzusatz oder als Zusatz zu Leimungsmitteln für Papier und Pappe einzusetzen (WO 92/11376; EP-A1 0353212).In the literature there is some evidence of using strength increased amylopectin content as a food additive or as Use addition to sizing agents for paper and cardboard (WO 92/11376; EP-A1 0353212).
Um die chemischen Methoden der Trennung von Amylose und Amylopektin zu umgehen, bestanden in letzter Zeit intensive Bestrebungen, die Kartoffelpflanze so zu modifizieren, daß die von diesen Pflanzen produzierte Stärke einen höheren Amylopektingehalt im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke hat. Tatsächlich ist es gelungen, durch antisense-Inhibition des GBSS-Gens (GBSS - granule bound starch synthase) eine solche Veränderung in dem Genom der Kartoffel zu erzielen, daß die gebildete Stärke einen deutlich reduzierten Amylosegehalt aufweist. Dieses Verfahren der gentechnischen Veränderung der Kartoffel ist erstmals in der WO 92/11376 (Amylogene) beschrieben. Die erhaltene Stärke besteht überwiegend aus Amylopektin. Eine Stärke mit einem im Verhältnis zu gewöhnlicher Stärke deutlich verminderten Amylosegehalt wird als Amylopektin-Stärke bezeichnet.To the chemical methods of separating amylose and amylopectin to avoid, there have been intense efforts lately, to modify the potato plant so that the of Starch produced a higher amylopectin content in these plants in relation to the usual potato starch. Indeed has been successful by antisense inhibition of the GBSS gene (GBSS - granule bound starch synthase) such a change to achieve in the genome of the potato that the formed Starch has a significantly reduced amylose content. This Process of genetic engineering of the potato is first described in WO 92/11376 (amylogens). The received Starch mainly consists of amylopectin. A strength with a significantly reduced in relation to ordinary strength Amylose content is called amylopectin starch.
Neben der genannten antisense-Inhibition sind noch andere molekularbiologische Methoden zur Veränderung der Kartoffelpflanze im Hinblick auf die Produktion einer Amylose-reduzierten Stärke möglich.In addition to the mentioned antisense inhibition, there are other molecular biological ones Methods of changing the potato plant in terms of producing an amylose-reduced starch possible.
In der EP-A1 0 703 314 wird die Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke in kationischer Form als Massestärke bei der Papierherstellung vorgeschlagen. Die Amylopektin-Stärke wird dabei bevorzugt aus gentechnisch veränderten Kartoffeln gewonnen.EP-A1 0 703 314 describes the use of amylopectin potato starch in cationic form as mass starch in papermaking suggested. The amylopectin starch is thereby preferably obtained from genetically modified potatoes.
Die Verwendung einer Amylopektin-Stärke, die aus gentransformierten Kartoffeln gewonnenen wurde, ist außer auf diesem Gebiet der Papierherstellung im Non-Food-Bereich nirgends bekannt.The use of an amylopectin starch made from gene transformed Potatoes are extracted except in this field of paper production in the non-food sector is nowhere known.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich nun mit einem neuen Anwendungsbereich für Amylopektin-Kartoffelstärke, in welchem die günstigen Eigenschaften dieser Stärke zu besonderen Produktvorteilen führen.The present invention is now concerned with a new one Area of application for amylopectin potato starch, in which the favorable properties of this starch for special product advantages to lead.
Bei diesem Anwendungsbereich handelt es sich um die oben erwähnten Textilfaserbehandlungsmittel, insbesondere Textilschlichtemittel und Binde- bzw. Imprägniermittel bei der Herstellung von Gewebematten, Teppichen, Textiltapeten und dergl. This area of application is the one mentioned above Textile fiber treatment agents, in particular textile sizing agents and binders or impregnants in the manufacture of fabric mats, carpets, textile wallpapers and the like.
Erfindungsgemäß sind daher die neuen Textilfaserbehandlungsmittel dadurch gekennzeichnet, daß die zu ihrer Herstellung verwendete Kartoffelstärke aus einer Amylopektin-Kartoffelstärke, d.h. einer Kartoffelstärke mit im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke verringertem Amylosegehalt, besteht.The new textile fiber treatment agents are therefore according to the invention characterized in that for their manufacture used potato starch from an amylopectin potato starch, i.e. a potato starch with compared to usual Potato starch with a reduced amylose content.
Überraschenderweise zeigen die neuen Textilfaserbehandlungsmittel nicht nur deutlich bessere Eigenschaften im Vergleich zu Mitteln auf Basis von Standard-Kartoffelstärke, sondern es sind auch die damit erhaltenen Textilprodukte in vieler Hinsicht verbessert und die Herstellung der neuen Mittel bietet in ökologischer und wirtschaftlicher Weise zahlreiche Vorteile. Günstig ist es, wenn die verwendete Kartoffelstärke einen Amylosegehalt von weniger als 20 %, vorzugsweise von 0 % bis 8 %, insbesondere von 0 % bis 5 % aufweist.Surprisingly, the new textile fiber treatment agents show not only significantly better properties compared to Means based on standard potato starch, but there are also the textile products obtained with it in many ways improved and the production of new funds offers in ecological and economically numerous advantages. It is favorable if the potato starch used has an amylose content from less than 20%, preferably from 0% to 8%, in particular from 0% to 5%.
Die Verwendung solcher Faserbehandlungsmittel in der Textilschlichterei gilt in erster Linie für das Schlichten von Kettgarnen. Das Mittel dient meist als Zusatzmittel in der Kettgarnpräparation oder zur Verwendung als Glättungs- und Verstärkungsmittel des Kettfädens bzw. zur Erhöhung der Abriebfestigkeit im Webprozeß.The use of such fiber treatment agents in textile sizing applies primarily to the sizing of warp yarns. The agent mostly serves as an additive in warp yarn preparation or for use as a smoothing and reinforcing agent the warp thread or to increase the abrasion resistance in the weaving process.
Zu diesem Zweck ist die Verwendung von Stärkeprodukten auf Basis Sago, Mais oder Kartoffelstärke seit mindestens 50 Jahren üblich. Für die damals verwendeten relativ langsam laufenden Maschinen reichte die Qualität dieser Stärkeprodukte aus. Die sich weiterentwickelnde Textilindustrie, die Entwicklung neuer Garne und Garntypen, das Erschließen und Verlagern neuer Märkte und die gesetzlichen Auflagen sind jedoch der Nährboden für die Entwicklung neuer Produkte.For this purpose the use of starch products is based Sago, corn or potato starch for at least 50 years common. For the relatively slow-running used back then The quality of these starch products was sufficient for machines. The evolving textile industry, the development of new Yarns and yarn types, opening up and moving new markets and the legal requirements are the breeding ground for the Development of new products.
Die Anforderungen an Schlichtemittel sind vielfältig. So z.B. werden Laufeigenschaften des Garns erwartet, die eine Fadenbruchzahl in Abhängigkeit von Substrat und Webmaschine von weniger als 0,1/100.000 Schuß gewährleisten.The requirements for sizing agents are varied. So e.g. running properties of the yarn are expected that have a thread break number less depending on substrate and weaving machine guarantee as 0.1 / 100,000 shots.
Native Stärken ergeben Lösungen mit sehr hoher Viskosität bei niedrigen Konzentrationen. Zur Steigerung der möglichen Stärkeaufnahme durch die Garne wurden dünnkochende oder oxidierte Stärken entwickelt. Der sich daraus ergebende Trockensubstanzgehalt der Schlichtebäder führt zu einer geringeren Wasseraufnahme. Die Folge davon ist die Notwendigkeit, weniger Wasser von der Kette entfernen zu müssen.Native strengths result in solutions with very high viscosity low concentrations. To increase the possible starch intake through the yarns were thin boiling or oxidized Developed strengths. The resulting dry matter content the size baths lead to a lower water absorption. The result of this is the need for less water to have to remove from the chain.
Die Entwicklung von synthetischen Fasern, wie Polyamid, Polyester usw. verlangte ebenfalls nach dünnkochenden Stärken mit hohen Konzentrationen. In diesem Bereich werden jedoch die Grenzen der üblichen Stärken deutlich. Die Viskosität der Schlichteflotte nimmt bei Abkühlung zu. Retrogradation führt zu Hautbildung, die einerseits den Schlichtereieffekt negativ beeinflußt und andererseits den Webnutzeffekt verschlechtert. Es wurden Zusätze von synthetischen Polymeren, wie Acrylaten bzw. Polyacrylalkoholen notwendig.The development of synthetic fibers such as polyamide, polyester etc. also asked for thin-boiling starches high concentrations. In this area, however, the Limits of the usual strengths clearly. The viscosity of the Sizing liquor increases as it cools down. Retrogradation leads to Skin formation, on the one hand, the sizing effect negative influenced and on the other hand worsened the web efficiency. There have been additions of synthetic polymers such as acrylates or polyacrylic alcohols necessary.
Die Entwicklung der veresterten und veretherten Stärken hat eine Verbesserung der Schlichteeigenschaften gebracht. Doch konnten die bestehenden Einschränkungen der Verwendung nicht vollständig beseitigt werden.The development of esterified and etherified starches has brought an improvement in the size properties. But could not use existing restrictions be completely eliminated.
Stärkeprodukte für die Textilindustrie müssen in einem engen Zusammenhang mit der Scherempfindlichkeit der Produkte gesehen werden. Herkömmliche Stärkederivate werden deshalb während der Herstellung durch Einführung von vernetzungsfähigen Substanzen modifiziert und scherstabiler gemacht.Starch products for the textile industry have to be tight Seen in connection with the shear sensitivity of the products will. Conventional starch derivatives are therefore used during the Manufactured by introducing cross-linkable substances modified and made shear stable.
Ein weiteres Problem anderer Art ist die Entsorgung der Abwässer in der Textilindustrie. Stärke und ihre Derivate sind im Abwasser abbaubar. Schlichten auf Basis organischer Polymerer sind nur teilweise oder gar nicht abbaubar und müssen aus dem Abwasser eliminiert werden. Für die vollständige Entsorgung ist weiterer Energieeinsatz nötig. Vielfach wird zur Schlichterückgewinnung eine Ultrafiltration verwendet. Diese stellt wieder andere Anforderungen an die Stärkeschlichte, wie z.B. leichtere Auswaschbarkeit ohne Zusatzmittel, wie dies etwa mit Enzymen bekannt ist. Another problem of another kind is the disposal of the waste water in the textile industry. Starch and its derivatives are in the Wastewater degradable. Sizing based on organic polymers are only partially or not at all degradable and must be removed from the Waste water can be eliminated. For complete disposal is further use of energy necessary. Often it is used to recover size an ultrafiltration is used. This represents again other requirements for the size sizing, e.g. lighter Washable without additives, such as with enzymes is known.
Wichtige Eigenschaften der Schlichtematerialien für die Textilindustrie, wie Filmbildung, Elastizität der Filme und dergl., setzen schließlich Produkte mit besonders hoher Reinheit voraus, deren Herstellung wieder aufwendiger, teurer und gegebenenfalls umweltbelastender ist als die Herstellung mäßig reiner Produkte.Important properties of the sizing materials for the textile industry, such as film formation, film elasticity and the like, finally put products with particularly high purity advance, their production again more complex, expensive and may be more polluting than the moderate production pure products.
Der Einsatz von Amylopektin-Kartoffelstärke als Ausgangsmaterial für Textilschlichten bietet nun eine Möglichkeit, die oben genannten Probleme weitgehend zu lösen. Es hat sich herausgestellt, daß das Amylopektin-Stärkekorn deutlich stabiler als das gewöhnliche Stärkekorn ist. Viele Eigenschaften bei der Verarbeitung und beim Einsatz der Amylopektin-Stärke hängen mit dieser erhöhten Kornstabilität zusammen. So zeigt z.B. überraschenderweise die Amylopektin-Stärke eine um 5°C höher liegende Verkleisterungstemperatur, wodurch Reaktionen im Slurry und damit Produkte mit höherer Umsetzungsrate (Substitution) bzw. sehr hoher Reinheit hergestellt werden können.The use of amylopectin potato starch as the starting material for textile sizing now offers one option, the one above largely solve the problems mentioned. It turned out that the amylopectin starch grain is significantly more stable than is the common grain of starch. Many properties at the Processing and when using the amylopectin starch depend on this increased grain stability together. For example, surprisingly the amylopectin starch is 5 ° C higher Gelatinization temperature, which causes reactions in the slurry and thus products with a higher conversion rate (substitution) or very high purity can be produced.
Meist wird in den erfindungsgemäßen Textilfaserbehandlungsmitteln die Stärke in modifizierter oder derivatisierter Form, wie als Ether oder Ester, eingesetzt. Unter Derivatisierung wird im vorliegenden Zusammenhang gemäß der üblichen Praxis eine Veresterung, Veretherung und gegebenenfalls Vernetzung, jedoch nicht Pfropfpolymersatbildung verstanden.Mostly in the textile fiber treatment agents according to the invention the starch in modified or derivatized form, as used as ether or ester. Taking derivatization is in the present context according to usual practice esterification, etherification and possibly crosslinking, however not understood graft polymer formation.
Bei der Derivatisierung der Stärke bewirkt die genannte höhere Kornstabilität des Amylopektins eine Vereinfachung der Herstellungstechnologie. Die Amylopektin-Stärke ist weniger alkaliund weniger temperaturempfindlich als die amylosehaltige Stärke. Die herkömmlichen Veretherungs- und Veresterungsreaktionen können dadurch bei kürzeren Reaktionszeiten intensiviert und der Einsatz von Verkleisterungsschutzsalzen kann deutlich herabgesetzt werden. Die Einsparung an Reaktionszeit und die deutliche Reduktion der Einsatzchemikalien äußert sich nicht nur wirtschaftlich in verminderten Herstellungskosten, sondern auch in ökologischer Hinsicht. Einerseits sind die Salzfrachten und die CSB-Belastung der Reaktionsabwässer merklich geringer, andererseits kann auf den Einsatz von ökologisch bedenklichen Vernetzungsreagentien, wie z.B. Epichlorhydrin, teilweise oder völlig verzichtet werden.In the derivatization of starch, the above-mentioned causes higher Grain stability of amylopectin simplifies manufacturing technology. The amylopectin starch is less alkaline and less sensitive to temperature than the amylose Strength. The conventional etherification and esterification reactions can thereby intensify with shorter reaction times and the use of gelatinization protection salts can be clear be reduced. The saving in response time and the there is no significant reduction in feed chemicals only economically in reduced manufacturing costs, but also in ecological terms. On the one hand are the salt loads and the COD pollution of the reaction waste water is noticeably lower, on the other hand, can be of ecological concern Cross-linking reagents, e.g. Epichlorohydrin, partially or to be completely dispensed with.
Vorzugsweise liegt die Stärke als Reaktionsprodukt einer Veresterung mit Mono-, Di- oder Tricarbonsäuren mit einer Alkylkette mit 1 bis 30 Kohlenstoffatomen oder als ein Carbamat vor.The starch is preferably a reaction product of an esterification with mono-, di- or tricarboxylic acids with an alkyl chain with 1 to 30 carbon atoms or as a carbamate.
Besonders günstige Stärkederivate sind auch die Stärkeether, wie etwa Methyl-, Ethyl-, Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl-, Hydroxybutyl-, Carboxymethyl-, Cyanoethyl-, Carbamoylethylether, oder Gemische derselben. Ausgezeichnete Ergebnisse wurden z.B. mit Hydroxypropylstärke erreicht.Starch ethers are also particularly favorable starch derivatives, such as methyl, ethyl, hydroxyethyl, hydroxypropyl, Hydroxybutyl, carboxymethyl, cyanoethyl, carbamoyl ethyl ether, or mixtures thereof. Excellent results have been e.g. achieved with hydroxypropyl starch.
Häufig wird die Stärke auch durch Säuren, Oxidationsmittel, Scherkräfte oder enzymatische Vorgänge abgebaut.The starch is often also made up of acids, oxidizing agents, Shear forces or enzymatic processes are reduced.
Die Stärkeprodukte für Textilfaserbehandlungsmittel liegen in granulärer Form vor oder sie werden bevorzugt als modifizierte, nämlich kaltwasserquellbare oder kaltlösliche Produkte, eingesetzt. Zur Herstellung derselben kommen Verfahren, wie Extrusion, Walzen- oder Sprühtrocknung u. ä., zum Einsatz, die bereits seit geraumer Zeit zum Stand der Technik zählen. Die Verkleisterung bzw. der Aufschluß von granulärer Stärke mittels Walzentrocknung in einem dünnen Film zählt zu den gebräuchlichsten Verfahren. Dabei wird durch den Einfluß von Temperatur und Scherkräften die Stärke entweder aufgeschlossen oder ein bereits aufgeschlossener Kleister wird getrocknet. In beiden Fällen verursacht die Walzentrocknung eine weitergehende Auflösung der nativen Stärkestrukturen. zur optimalen Entfaltung der Eigenschaften der Stärkederivate für den Textilbereich ist der richtige Aufschlußgrad von großer Bedeutung.The starch products for textile fiber treatment agents are in granular form or they are preferred as modified, namely cold water-swellable or cold-soluble products. Methods such as extrusion are used to produce the same. Roller or spray drying u. Ä., used, which already have been state of the art for some time. The gelatinization or the digestion of granular starch by means of Drum drying in a thin film is one of the most common Method. The influence of temperature and Shear forces either unlocked the strength or a paste that has already been digested is dried. In both In some cases, roller drying causes a more extensive process Dissolution of the native strength structures. for optimal Development of the properties of starch derivatives for the textile sector the correct degree of digestion is of great importance.
Neue Schlichtetechnologien haben gezeigt, daß Kaltschlichten kostengünstiger als das konventionelle Schlichten ist. Für das Kaltschlichten sind Produkte mit hohem Aufschlußgrad notwendig. Wieder führt hier die erhöhte Stabilität des Amylopektin-Stärkekorns zu günstigeren Verfahrensmerkmalen. New finishing technologies have shown that cold finishing is cheaper than conventional finishing. For the Cold finishing products with a high degree of digestion are necessary. Again, the increased stability of the amylopectin starch leads here to more favorable procedural features.
Überraschenderweise zeigt die Amylopektin-Kartoffelstärke auch
Eigenschaften, die die bisher bekannten Amylopektinstärken aus
Wachsmais nicht besitzen. Die Klebkraft der Kleister aus Amylopektin-Kartoffelstärke
ist um etwa 20 % höher. Die Viskositätswerte
liegen um ca. 50 % höher. Die Werte für die Höchstzugkraft-Arbeit
liegen ebenfalls um ca. 40 % höher.
Die verbesserte Klebkraft in Verbindung mit dem günstigen Viskositätsverhalten führt, insbesondere auf dem Gebiet der Textilschlichterei, zu positiven Veränderungen des Scheuerverhaltens, zu verringerter Neigung zur Ausbildung von Klammern, reduziertem Abrieb und verminderter Haarigkeit der geschlichteten Kettgarne. Die Klarheit der Amylopektin-Kartoffelstärkekleister ist höher und es besteht eine geringere Neigung zu Retrogradation (bleibt 3 h bei Raumtemperatur ohne Gelbildungstendenz oder Gelbildungserscheinung). Die Lagerstabilität des Kleisters ist überraschend hoch. Bei Raumtemperatur nimmt die Viskosität eines Amylopektin-Stärkekleisters nach 7 Tagen nur um maximal 10 % zu.The improved adhesive strength in connection with the favorable viscosity behavior leads, especially in the field of textile sizing, positive changes in abrasion behavior, reduced tendency to form staples, reduced abrasion and hairiness of the finished Warp yarns. The clarity of the amylopectin potato starch paste is higher and there is less tendency to Retrogradation (remains for 3 h at room temperature without a tendency to gel or gel formation). The storage stability the paste is surprisingly high. At room temperature the viscosity of an amylopectin starch paste after 7 days only by a maximum of 10%.
Durch diese Eigenschaften ist der Einsatz der Amylopektin-Kartoffelstärke in der Textilschlichterei außerordentlich interessant. Somit betrifft die Erfindung auf jeden Fall auch die Verwendung der Amylopektin-Kartoffelstärke bzw. ihrer depolymerisierten und/oder derivatisierten Formen als Bestandteil eines Textilschlichtemittels.These properties make it possible to use amylopectin potato starch extremely interesting in textile sizing. Thus, the invention relates in any case to that Use of the amylopectin potato starch or its depolymerized starch and / or derivatized forms as part of a Textile sizing agent.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegen auch Textilschlichtemittel selbst, die ein oben erwähntes Textlfaserbehandlungsmittel in Kombination mit an sich für diesen Zweck bekannten organischen Polymeren und/oder Schlichtefett enthalten. Textile sizing agents are also within the scope of the present invention itself, which is a textile fiber treatment agent mentioned above in combination with those known per se for this purpose contain organic polymers and / or size grease.
Ein anderes Gebiet der Textilfaserbehandlung ist, wie erwähnt, die Behandlung von Gewebematten, Teppichen, Textiltapeten und dergl. mit Bindemitteln auf Stärkebasis. Bei der Herstellung dieser Produkte werden allgemein den Appretur- oder Imprägnierflotten Bindemittel zugesetzt, um den genannten Produkten die entsprechenden Festigkeiten zu verleihen.Another area of textile fiber treatment is, as mentioned, the treatment of fabric mats, carpets, textile wallpapers and the like. With starch-based binders. In the preparation of These products are generally used in the finishing or impregnation fleets Binder added to the products mentioned to give appropriate strengths.
Die bisher verwendeten Bindemittel beruhen auf der Basis von vollsynthetischen oder natürlichen Polymeren. Bindemittel aus natürlichen Polymeren können z.B. auf der Basis von Proteinen, Polysacchariden oder Harzen aufgebaut sein.The binders used so far are based on fully synthetic or natural polymers. Binder natural polymers can e.g. based on proteins, Polysaccharides or resins can be built up.
Um den Fasermaterialien die notwendigen Eigenschaften zu verleihen, die deren schnelle und effiziente Verarbeitung gewährleisten, reichen die Eigenschaften der Bindemittel oft nicht aus. Abgesehen von den zahlreichen Modifikationen physikalischer oder chemischer Natur an den jeweiligen Polymeren wird häufig zur "in situ" Vernetzung der Bindemittel auf den Geweben oder Matten gegriffen. Zum Einsatz kommen dabei Vernetzungsmittel verschiedenster Reaktivität, wie z.B. Harze, die aus Reaktionsprodukten von Stickstoffverbindungen mit Verbindungen aus der Aldehydgruppe, die eine oder mehrere funktionelle Aldehydgruppen enthalten, bestehen. Vor allem werden Produkte aus Harnstoff, Melamin oder stickstoffhaltigen Heterozyklen, wie z.B. Ethylenharnstoff und Formaldehyd oder Glyoxal eingesetzt.In order to give the fiber materials the necessary properties, that ensure their quick and efficient processing, The properties of the binders are often not sufficient out. Aside from the numerous physical modifications or chemical nature of the respective polymers often for "in situ" crosslinking of the binders on the fabrics or gripped mats. Crosslinking agents are used different reactivity, e.g. Resins that from Reaction products of nitrogen compounds with compounds from the aldehyde group, the one or more functional aldehyde groups included, exist. Most of all, products are made from Urea, melamine or nitrogen-containing heterocycles, such as e.g. Ethylene urea and formaldehyde or glyoxal are used.
Andere Vernetzungsmittel basieren auf anorganischen Verbindungen, die zur Reaktion mit den funktionellen Gruppen der Bindemittel befähigt sind, wie z.B. Salze mehrwertiger Kationen oder Anionen. Dabei werden in der jüngsten Zeit vor allem Silikate oder Zirkonsalze verwendet.Other crosslinking agents are based on inorganic compounds, those for reaction with the functional groups of the binders are qualified, e.g. Salts of multivalent cations or Anions. Most recently, silicates have been used or zirconium salts used.
Des weiteren werden zur Vernetzung befähigte funktionelle Gruppen bereits in die Bindemittel eingebaut. Man spricht dann von selbstvernetzenden Bindemitteln, was aber nur bedeutet, daß der Vernetzer bereits enthalten ist und nicht eigens zugesetzt werden muß. Furthermore, functional groups are capable of networking already built into the binders. One then speaks of self-crosslinking binders, but this only means that the Crosslinker is already included and not added specifically must become.
Somit liegt die vorliegende Erfindung auch in der Verwendung der oben genannten, bevorzugt depolymerisierten und/oder derivatisierten Amylopektin-Kartoffelstärke als Bestandteil eines Textilbindemittels, in welchem gegebenenfalls zusätzlich an sich für diesen Zweck bekannte Polymerdispersionen, Hydrophobierungsmittel und/oder Vernetzungsmittel enthalten sind.Thus, the present invention is also in use the above, preferably depolymerized and / or derivatized Amylopectin potato starch as part of a Textile binder, in which, if necessary, additionally known polymer dispersions, water repellents for this purpose and / or crosslinking agents are included.
Gebräuchliche Appreturformulierungen sind z.B. folgendermaßen
aufgebaut:
Auf Grund der intensiven Diskussion ökologischer Argumente werden in letzter Zeit die auf Polysaccharidbasis beruhenden Bindemittel immer häufiger eingesetzt. Ein Großteil der verwendeten Polysaccharide besteht aus Stärkeprodukten aus den verschiedensten Quellen und Derivaten hievon.Due to the intense discussion of ecological arguments lately the polysaccharide-based binders used more and more. Much of the used Polysaccharide consists of starch products from a wide variety Sources and derivatives thereof.
Wie dem Fachmann hinlänglich bekannt ist, haben von allen Stärkeprodukten die Kartoffelstärkederivate auf Grund ihrer hohen spezifischen Klebkraft, die von anderen Stärkearten nicht erreicht wird, als Bindemittel besondere Bedeutung erlangt. Die hohe Klebkraft wird durch den besonderen Aufbau des Kartoffelstärkekorns bewirkt d.h. die Stabilität des Stärkekorns kann die Wirksamkeit, im speziellen die Bindekraft der Stärkeprodukte, beeinflussen. Da das Amylopektin-Kartoffelstärkekorn, wie erwähnt, eine ganz hervorragende Stabilität aufweist, empfiehlt sich die Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke in besonderem Maße.As is well known to those skilled in the art, of all starch products the potato starch derivatives due to their high specific adhesive strength not achieved by other types of starch becomes particularly important as a binder. The The special structure of the potato starch grit ensures high adhesive strength i.e. the stability of the starch grain can the effectiveness, especially the binding power of the starch products, influence. Since the amylopectin potato starch grain, as mentioned, has a very good stability, recommends the use of amylopectin potato starch special measure.
Um den Appreturflotten geeignetes Fließverhalten bzw. entsprechende Rheologie zu verleihen, werden die Stärken oder deren Derivate in ihrem Aufschlußgrad von schwach kaltquellend bis zu sehr gut kaltlöslich modifiziert, da sich gezeigt hat, daß der Aufschlußgrad der Stärke die Rheologie der Flotten wesentlich beeinflussen bzw. steuern kann.Flow behavior suitable for the finishing fleets or corresponding ones Giving rheology are the strengths or theirs Derivatives in their degree of digestion from weakly cold swelling up to modified very well soluble in cold, since it has been shown that the Degree of disintegration of the starch significantly affects the rheology of the fleets can influence or control.
Weitere Eigenschaften der Appreturflotte hängen ebenfalls stark mit der Rheologie der Flotten zusammen. Auftrag, Maschinenlaufgeschwindigkeit, Griff des imprägnierten Produktes, Scherstabilität der Flotte, Lagerstabilität, Naßfestigkeit und Hydrophobie der Produkte stehen daher in intensivem Zusammenhang mit der Art der eingesetzten Stärke oder des Stärkederivates.Other properties of the finishing fleet also depend strongly with the rheology of the fleets. Order, machine running speed, Handle of the impregnated product, shear stability the fleet, storage stability, wet strength and The hydrophobicity of the products is therefore closely related with the type of starch used or the starch derivative.
Beim Aufschluß der granulären Stärke werden in Abhängigkeit vom Grad der Hydratisierung inter- und intramolekulare Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen und die Hydroxylgruppen der Stärkemoleküle hydratisiert. Das heißt, daß bei höherem Aufschlußgrad mehr hydratisierte Hydroxylgruppen als Reaktionspartner für Vernetzungsmittel zur Verfügung stehen und stärker aufgeschlossene Stärken daher effizientere Bindemittel darstellen.When digesting the granular starch, depending on Degree of hydration of inter- and intramolecular hydrogen bonds broken up and the hydroxyl groups of the starch molecules hydrated. That means that at higher Degree of digestion more hydrated hydroxyl groups as reactants are available for crosslinking agents and stronger open-minded starches are therefore more efficient binders.
Auf Grund der Anforderungen an die Verarbeitungseigenschaften der Appreturflotte ist der maximal mögliche Aufschlußgrad aber limitiert, da bei hoch aufgeschlossenen Stärken das Fließverhalten der Appreturflotten nicht mehr verarbeitungsgerecht ist. Daher wird üblicherweise der mögliche Aufschlußgrad der Stärken durch Vorvernetzung mit den bekannten Vernetzungsreagentien, wie z.B. Epichlorhydrin, Trimetaphosphat oder Phosphoroxychlorid, begrenzt. Diese Verfahren erlauben die Herstellung von Produkten mit ausreichend konstantem Aufschlußgrad, aber limitierter Wirkung als Bindemittel, da auf Grund der sterischen Anordnung der vorvernetzten Stärken bzw. der Amylose/Amylopektin-Molekülaggregate die Zugängigkeit der Wasserstoffbrückenbindungen derart eingeschränkt wird, daß nur mehr ein Bruchteil der vorhandenen Hydroxylgruppen der Stärkemoleküle hydratisiert werden kann und als Reaktionspartner für die "in situ" Vernetzung auf den Geweben zur Verfügung steht.Due to the requirements for the processing properties the finishing fleet is the maximum possible degree of digestion limited because the flow behavior of highly digested starches the finishing fleets are no longer suitable for processing. Therefore, the possible degree of disruption of the strengths is usually by pre-crosslinking with the known crosslinking reagents, such as. Epichlorohydrin, trimetaphosphate or phosphorus oxychloride, limited. These processes allow production of products with a sufficiently constant degree of digestion, but limited effect as a binder because of reason the steric arrangement of the pre-crosslinked starches or Amylose / amylopectin molecular aggregates the accessibility of the Hydrogen bonds are restricted in such a way that only more a fraction of the existing hydroxyl groups of the starch molecules can be hydrated and used as a reactant for the "in situ" networking is available on the tissues.
Eine Kartoffelstärke oder Derivate derselben, die ohne Vorvernetzung konstante Aufschlußgrade ermöglichen und dabei eine bedeutend größere Anzahl an hydratisierten Hydroxylgruppen aufweisen, verleihen den Appreturflotten eine geeignete Rheologie und stellen daher ein optimales Bindemittel für die Herstellung von Fasermatten oder Fasertapeten bzw. Teppichen dar. Die Amylopektin-Kartoffelstärke ist ein derartiges vorteilhaftes Stärke-Ausgangsmaterial, das eine Vorvernetzung überflüssig macht. In der hydratisierten Form liegen die Amylopektinmoleküle maximal aufgeschlossen vor, bewirken aber ausgezeichnete Fließeigenschaften der Appreturflotten. Die erreichten Eigenschaften der damit hergestellten Textilfasertapeten bzw. Gewebematten liegen bei gleichen Einsatzmengen deutlich über den Standardwerten mit herkömmlichen Kartoffelstärken. Außerdem erlaubt die Reduktion der Einsatzmengen in der Appreturflotte eine deutliche Senkung der Herstellungskosten. Andererseits können bei gleich hohen Einsatzmengen an Stärkeprodukt die Einsatzmengen an Vernetzungsmittel bei gleichbleibenden Eigenschaften der imprägnierten Gewebe deutlich reduziert werden.A potato starch or derivatives of the same without pre-crosslinking enable constant degrees of digestion and thereby an important one have a larger number of hydrated hydroxyl groups, give the finishing liquors a suitable rheology and therefore represent an optimal binder for production of fiber mats or fiber wallpapers or carpets Amylopectin potato starch is one such beneficial one Starch raw material that eliminates the need for pre-crosslinking makes. The amylopectin molecules are in the hydrated form maximum open minded, but bring about excellent Flow properties of the finishing liquors. The properties achieved the textile fiber wallpapers or fabric mats produced with it are at the same amount used significantly above Standard values with conventional potato starches. Furthermore allows a reduction in the quantities used in the finishing fleet a significant reduction in manufacturing costs. On the other hand can use the same amount of starch product Amounts of crosslinking agent used with the same properties the impregnated fabric can be significantly reduced.
Wegen der verminderten Einsatzmengen wird bei gleich hohen Naßfestigkeiten und Hydrophobierungswerten ein deutlich weicherer Griff der behandelten Tapeten, Matten und dergl. erhalten.Because of the reduced amounts used, the wet strengths are the same and water repellency values a much softer Get the handle of the treated wallpaper, mats and the like.
Die erfindungsgemäßen Textilfaserbehandlungsmittel weisen meist eine um 20 bis 30 % verringerte Einsatzmenge der Amylopektin-Stärke im Verhältnis zu üblicher Kartoffelstärke auf.The textile fiber treatment agents according to the invention mostly have a 20 to 30% reduction in the amount of amylopectin starch used in relation to normal potato starch.
Die Appreturflotten erweisen sich als über das gewohnte Maß hinaus lagerstabil und neigen nicht zum Nachdicken, wie das bei herkömmlichen Formulierungen der Fall ist. The finishing fleets turn out to be more than usual also stable in storage and do not tend to thicken, as is the case with conventional formulations is the case.
Die folgenden Beispiele erläutern die Vorteile, die durch die erfindungsgemäßen Textilfaserbehandlungsmittel erreicht werden können.The following examples illustrate the benefits of the Textile fiber treatment agents according to the invention can be achieved can.
Schlichte für Viskosegewebe:
Garn: Nm 50/1 100 % Viskose
Ges. Kettfaden 4316
Bandbreite 160 cmSizing for viscose fabrics:
Yarn: Nm 50/1 100% viscose
Total warp 4316
Band width 160 cm
Ansatz für 100 l Schlichteflotte:Batch for 100 l size fleet:
Standard-Kartoffelstärke:
Stärkeether: 4 kg Hydroxypropylstärke
Propoxygehalt 20 %
Viskosität bei 80°C und
4,5 % Trockensubstanz 58 [mPa.s]
0,1 kg SchlichtefettStandard potato starch:
Starch ether: 4 kg of hydroxypropyl starch
Propoxy content 20%
Viscosity at 80 ° C and
4.5% dry matter 58 [mPa.s]
0.1 kg size grease
Amylopektin-Kartoffelstärke:
Stärkeether: 3,2 kg Hydroxypropylstärke
Propoxygehalt 20 %
Viskosität bei 80°C
und 4 % Trockensubstanz 75 [mPa.s]
0,1 kg SchlichtefettAmylopectin potato starch:
Starch ether: 3.2 kg hydroxypropyl starch
Propoxy content 20%
Viscosity at 80 ° C
and 4% dry matter 75 [mPa.s]
0.1 kg size grease
Schlichte für Baumwollgewebe:
Garn: Nm 34/1 100 % Baumwolle
Ges. Kettfaden 3633
Bandbreite 164 cmSizing for cotton fabrics:
Yarn: Nm 34/1 100% cotton
Total warp thread 3633
Band width 164 cm
Ansatz für 100 1 Schlichteflotte:Approach for 100 1 size fleet:
Oxidativ abgebaute Standard-Kartoffelstärke:
7,3 kg Stärke
Viskosität bei 80°C und
5 % Trockensubstanz 150 [mPa.s]
0,15 kg SchlichtefettOxidatively degraded standard potato starch:
7.3 kg starch
Viscosity at 80 ° C and
5% dry matter 150 [mPa.s]
0.15 kg size grease
Oxidativ abgebaute Amylopektin-Kartoffelstärke:
6,0 kg Stärke
Viskosität bei 80°C und
5 % Trockensubstanz 200 [mPa.s]
0,1 kg SchlichtefettOxidatively degraded amylopectin potato starch:
6.0 kg starch
Viscosity at 80 ° C and
5% dry substance 200 [mPa.s]
0.1 kg size grease
Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, daß bei Verwendung von Amylopektin-Kartoffelstärke eine Reduktion der Einsatzmenge bis zu 20 % bei gleichbleibenden Kettgarneigenschaften wie Klebkraft möglich ist.From these examples it can be seen that when using Amylopectin potato starch a reduction in the amount used 20% with the same warp yarn properties as Adhesion is possible.
Standardformulierung zur Imprägnierung von Glasfasertapeten:
Der Ersatz des Kartoffelstärkeethers durch einen 2-Hydroxypropylstärkeether basierend auf Amylopektin-Kartoffelstärke ermöglichte bei gleich hohen Naßfestigkeitswerten einerseits die Reduktion der Einsatzmenge an Bindemittel bis zu 30 %, andererseits konnte die Einsatzmenge an Vernetzungsmittel um 40 % herabgesetzt werden. Der Griff der Glasfasertapete war deutlich weicher. Die Appretur wurde mit einem klassischen EinwalzenFoulardverfahren auf die Glasfasertapete aufgetragen. Die Verarbeitung der hergestellten Glasfasertapete erfolgte nach den üblichen Verfahren.The replacement of the potato starch ether with a 2-hydroxypropyl starch ether based on amylopectin potato starch with the same high wet strength values on the one hand Reduction of the amount of binder used up to 30%, on the other hand was able to reduce the amount of crosslinking agent used by 40% will. The handle of the glass fiber wallpaper was clear softer. The finishing was done with a classic single roller foulard process applied to the glass fiber wallpaper. The Processing of the glass fiber wallpaper was done after the usual procedures.
In der folgenden Tabelle werden die erhaltenen Eigenschaften
der imprägnierten Glasfasertapeten in Abhängigkeit von der Rezeptur
gegenübergestellt:
Zur Bestimmung der Naßfestigkeit wurde nach einer Quellzeit von 1 Minute in Deionat die Zugkraft bestimmt, die zum Bruch der Verbindung von Kettfaden und Schußfaden führt. Die Zugkraft wird in Gramm Zugkraft angegeben.The wet strength was determined after a swelling time of 1 minute in deionized the tensile force determined to break the Connection of warp and weft leads. The traction is given in grams of traction.
Es wird die Höhe einer Lösungsmittelfront an einem definierten Meßstreifen nach einem definierten Zeitraum in Zentimetern angegeben. Die ermittelte Saughöhe ist direkt mit der Wasseraufnahmefähigkeit des Meßstreifens korrelierbar.It is the height of a solvent front on a defined Measuring strips are given in centimeters after a defined period of time. The suction head determined is directly related to the water absorption capacity of the measuring strip can be correlated.
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