DE3730504C1 - Copolyamides containing caprolactam and laurolactam, process for the preparation thereof and use thereof for heat-sealing textiles - Google Patents
Copolyamides containing caprolactam and laurolactam, process for the preparation thereof and use thereof for heat-sealing textilesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Copolyamide, enthaltend Caprolactam, Laurinlactam
und ein Addukt aus äquimolaren Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren
ein Verfahren zur Herstellung dieser
Copolyamide und deren Verwendung zum Heißsiegeln.
Heißschmelzkleber für den textilen Bereich auf der Basis von laurinlactamhaltigen
Copolyamiden sind seit langem bekannt und auf dem Markt
erhältlich. So beinhaltet DE-PS 12 53 449 die Verwendung von Copolyamidfolien,
die 20 bis 80 Gew.-% Laruinlactam und entsprechend 20 bis 80 Gew.-%
eines oder mehrerer anderer Polyamide enthalten, zum Heißsiegeln
von Textilien bei Temperaturen von 110 bis 190°C. Die Copolyamide
lassen sich z. B. in Form von Pulvern und Dispersionen zum Heißsiegeln
von Textilien verwenden (DE-OS 15 94 233).
Zur Verbesserung der Wasch- und chemischen Reinigungsbeständigkeit
wurden chronologisch nachfolgende Patentanmeldung in Hinsicht auf ihre
Zusammensetzung geändert. So beschreibt die DE-AS 19 39 758 Schmelzkleber
auf der Basis von Copolyamiden mit verzweigtkettigen Diaminen als
Bausteinen, die eine verbesserte Beständigkeit der Klebung während des
Waschvorgangs aufweisen. Weitere Copolyamide werden in der DE-OS 30 05 939
beschrieben, wobei es sich hier um verzweigte C₁₀-Diamine handelt
wie z. B. das 5-Methylnonamethylendiamin. Der Nachteil bei der Verwendung
dieser Schmelzkleber liegt jedoch darin, daß sie bei höheren
Temperaturen fixiert werden müssen. Diese nachteilige Eigenschaft wurde
durch Verwendung von niedrig schmelzenden Copolyamiden vermindert (DE-PS
23 24 160, DE-PS 23 24 159). Der niedrigere Schmelzpunkt führt jedoch
zu einer verringerten Beständigkeit gegenüber Heißwasser während des
Waschvorgangs und zur Verringerung der Beständigkeit gegenüber den bei
der chemischen Reinigung verwendeten Lösungsmitteln.
In den meisten Fällen werden die zu verklebenden Textilien mit Beschichtungsmitteln
versehen, die dem Gewebe beispielsweise eine bessere
Griffigkeit geben oder sie wasserabstoßend machen. Letztere Eigenschaft
wird durch Silikonisieren des Gewebes erreicht. Diese Art der Beschichtung
hat jedoch eine Verringerung der Hafteigenschaften der verwendeten
Copolyamide auf dem beschichteten Gewebe zur Folge. Versuche zur
Verbesserung der Haftung auf silikonisierten Stoffen wurden in DE-AS 29 20 416
und DE-OS 32 48 776 veröffentlicht. DE- 29 20 416 beschreibt
einen pulverförmig einsetzbaren Schmelzkleber zum Heißsiegeln von
Textilien, der aus einem Gemisch von ausgewählten Copolyamiden mit
höherem und niedrigerem Schmelzpunkt in bestimmten Anteilen besteht.
In DE-OS 32 488 776 werden neben Lactamen C₆-C₁₂-Dicarbonsäuren und aliphatische
C₆-C₁₂-Diamine verwendet, wobei mindestens 30 Gew.-% dieser
Diamine aus einfach verzweigten aliphatischen Diaminen mit 6 Kohlenstoffatomen
bestehen. In der DE-OS 25-09-736 werden Schmelzkleber zum
Heißsiegeln von Textilien offenbart, die aus ε-Caprolactam und einem
Addukt aus Adipinsäure und/oder Sebacinsäure und/oder Azelainsäure mit
einem verzweigten C₂-C₂₃-Diamin bestehen.
Die Verwendung von Copolyamiden aus Caprolactam, Laurinlactam und
äquimolaren Mengen von Hexamethylendiamin und dimerisierter Fettsäure
mit einem Gehalt von dimeren Fettsäuren aus Monocarbonsäuren,
die 12 bis 22 Kohlenstoffatome aufweisen, gegebenenfalls im Gemisch
mit Monocarbonsäuren und trimeren Carbonsäuren, zum Heißsiegeln von
Textilien offenbart die DE-OS 33 15 529.
In DE-OS 25 09 791 sind Copolyamide beschrieben, die neben Lactamen
aus mindestens zwei verschiedenen Dicarbonsäuren und Diaminen bestehen
und die aufgrund ihrer Hafteigenschaften auf nicht-plastischen Werkstoffen,
insbesondere zur Kantenumleimung in der Möbelindustrie verwendet
werden. Die Verwendung von Schmelzklebern aus einem Polyamidharz
aus polymerer Fettsäure, einer Co-Dicarbonsäure, Ethylendiamin und
Piperazin sowie anorganischen Füllstoffen beschreibt die DE-OS 23 61 486.
Das Problem der verschlechterten Hafteigenschaften der Copolyamide auf
silikonisierten und anders beschichteten Stoffen war bisher noch nicht
zufriedenstellend gelöst.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, einen Textilheißschmelzkleber
bereitzustellen, der gute Haftfestigkeiten bei Naßwäsche und
chemischer Reinigung bei
niedrigen Auftragsgewichten und niedrigem Bügelplateau ermöglicht.
Hierbei wird durch ein niedriges Auftragsgewicht und niedriges Bügelplateau
die Anzahl der möglichen Stoffe, die miteinander verklebt werden
können, enorm vergrößert, da sich dadurch auch hitze- und druckempfindliche
Materialien verarbeiten lassen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind Copolymerisate enthaltend
Caprolactam und Laurinlactam als Grundbausteine, zusätzlich als weiteren
Grundbaustein ein Addukt aus äquimolaren Mengen Piperazin und einer
Dicarbonsäure, wobei es sich bei der Dicarbonsäure um C6-13
Dicarbonsäuren handelt,
wobei die Grundbausteine in folgenden Anteilen im Copolymerisat
einpolymerisiert sind:
| Caprolactam | |
| 10 bis 50 Gew.-% | |
| Laurinlactam | 20 bis 70 Gew.-% |
| Addukt aus äquimolaren Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren | 10 bis 40 Gew.-% |
Die vorstehend definierten Copolyamide werden zum Heißsiegeln verwendet.
Überraschend wurde gefunden, daß die Copolyamide gemäß der vorliegenden
Erfindung einen niedrigen Schmelzpunkt von 105 bis 120°C, eine außerordentlich
gute Klebkraft und eine gute Wasch-
und chemische Reinigungsbeständigkeit besitzen. Die Verarbeitung
der Produkte gemäß der vorliegenden Erfindung kann bei einer niedrigeren
Bügeltemperatur und bei niedrigerem Auftragsgewicht durchgeführt
werden als von den Schmelzbereichen zu erwarten war.
Bevorzugt gemäß der vorliegenden Erfindung sind solche Copolyamide,
deren Bausteine in den folgenden Anteilen im Copolyamid einpolymerisiert
sind:
| Caprolactam | |
| 20 bis 40 Gew.-% | |
| Laurinlactam | 30 bis 70 Gew.-% |
| äquimolare Mengen Piperazin und Dicarbonsäuren mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen | 15 bis 35 Gew.-% |
Bevorzugt sind aliphatische Dicarbonsäuren.
Die Herstellung der Copolyamide erfolgt gemäß der Erfindung in an sich
bekannter Weise. Dabei wird in der Regel bei Temperaturen von 250 bis
350°C und bei Drücken von etwa 5 bis 50 bar gearbeitet. Unter diesen
Bedingungen wird mehrere Stunden lang polymerisiert. Anschließend wird
noch einige Stunden lang nachkondensiert. Es werden die üblichen für die
Polymerisation von Laurinlactam bekannten Katalysatoren, Kettenabbrecher
und/oder sonstigen Zusätzen sowie Verfahrensbedingungen angewandt.
Insbesondere wird zweckmäßig unter Luftabschluß, d. h. unter einer
inerten Gasatmosphäre gearbeitet.
Überraschenderweise zeigte die textiltechnologische Untersuchung der
erfindungsgemäßen Copolyamide weiterhin, daß trotz der niedrigen
Siegeltemperatur an der Klebestelle nach fünfmaligem Waschen keine
Blasenbildung wie bei den entsprechend durchgeführten Vergleichsversuchen
zu beobachten war. Demhingegen wurde auch bei erhöhter Siegeltemperatur
kein Rückschlag des erfindungsgemäß verwendeten Copolyamid-Heißschmelzklebers
festgestellt. Gleichzeitig wurde nur eine geringe oder gar keine
Abnahme der Schälfestigkeit nach fünfmaligem Waschen und fünfmaliger
chemischer Reinigung im Gegensatz zu den Ergebnissen der Vergleichsversuche
festgestellt.
Mit Hilfe der Copolyamide gemäß der Erfindung lassen sich Textilien
vielfältiger Art, besonders vorteilhaft temperaturempfindliche Textilien
mit Textilien gleicher oder verschiedener Art verkleben. Zwischen
die zu verklebenden Flächen wird ein Copolyamid gemäß der Erfindung in
Form eines Pulvers oder einer Dispersion gegeben. Anschließend werden
die Textilien mit dem Copolyamid gemäß der Erfindung unter Anwendung
von erhöhter Temperatur verpreßt. Die Preßtemperatur richtet sich in
erster Linie nach der Temperaturempfindlichkeit des Substrats. Da die
Copolyamide gemäß der Erfindung schon bei sehr niedrigen Temperaturen
ab etwa 100°C eine vorzügliche Klebkraft
entwickeln, können sehr niedrige Siegeltemperaturen angewendet werden,
die nur geringfügig höher als die Temperaturen des Schmelzbereichs
sein brauchen. Beim Erkalten auf Raumtemperatur tritt Verfestigung
unter Verbindung der verklebten Textilien ein.
Die Copolyamide gemäß der Erfindung können in Form von Pulvern z. B.
mit in der Beschichtungsindustrie üblichen Pulverauftragsmaschinen
oder in Form von Heißsiegeldispersionen über das Pastenpunktverfahren
auf zu verklebende Textilien aufgebracht werden. Dabei ist es auch
möglich, nur ausgewählte Flächenbereiche der Textilien mit dem Copolyamidpulver
gemäß der Erfindung zu versehen. Beispiele für zu verklebende
Textilmaterialien sind Naturstoffe wie Wolle, Seide und Baumwolle,
bzw. Kunststoffe wie Polyester und Polyamide und diese enthaltenden
Textilmischgewebe.
Die Verwendung der Copolyamide gemäß der Erfindung zum Heißsiegeln von
Textilien erfolgt vorzugsweise in Form von Dispersionen. Solche - im wesentlichen
wäßrige - Dispersionen sind auf dem Gebiet der Textil-Heißschmelzkleber
allgemein bekannt, vergleiche DE-B 24 07 505 und die darin als Stand der
Technik genannten Druckschriften.
Ein statistisches Copolyamid wurde durch hydrolytische Polykondensation
folgender Monomerbausteine synthetisiert:
25 Gewichtsteile Caprolactam
50 Gewichtsteile Laurinlactam
25 Gewichtsteile äquimolare Mengen Piperazin und Decandicarbonsäure.
50 Gewichtsteile Laurinlactam
25 Gewichtsteile äquimolare Mengen Piperazin und Decandicarbonsäure.
Das erhaltene Produkt wurde auf einer handelsüblichen Kaltmahlanlage
vermahlen und anschließend mittels einer Luftstrahlsiebanlage in die
Kornfraktion 0 bis 80 µm und 80 bis 200 µm getrennt. Die Fraktion 80
bis 200 µm wurde über das Pulverpunktverfahren appliziert und ein
damit verklebtes Gewebe, das aus einem Polyamid/Viskose-Vlies als
Einlage und einem Baumwolle/Polyester (65/35) Gewebe als Oberstoff
hergestellt worden war, textiltechnologisch untersucht.
Die Fraktion 0 bis 80 µm wurde zur Herstellung einer Heißsiegeldispersion
in der folgenden Zusammensetzung verwandt, die nach dem Pastenpunktverfahren
zum Verkleben eines PES/Viskose(50/50)-Vlieses als
Einlage und einem leichten Blusenstoff (100% PES) als Oberstoff
appliziert wurde. Dieses Gewebe wurde anschließend textiltechnologisch
untersucht.
Die Heißsiegeldispersion wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
| 22 kg | |
| Dispergiermittel | |
| 10,3 kg | Weichmacher; Ketjenflex 9 (Toluolsulfonamin) |
| 1 kg | Füllmittel; Kreide |
| 1 kg | Entschäumer; Entschäumer DNE (Bayer); Fettsäureestermischung mit höheren Kohlenwasserstoffen und Carbonsäuresalzen |
| 30 kg | Wasser |
| 31 kg | Copolyamidpulver 0 bis 80 µm |
| 20 kg | Verdicker; Polyox-WSR-Coagulant/Isopropanol/Wasser |
| 1 kg | Verdicker (Tixotropiermittel); Rohagit SD 15 (Acrylat) |
Das oben erwähnte Dispergiermittel wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:
| 23,1 kg | |
| Hoechstwachs S (siehe DE-B 24 07 505, Spalte 5, Zeile 56ff). | |
| 11,2 kg | Collaral VL (10%ige amoniakalisch eingestellte Lösung einer polymeren Acrylsäure, im Handel erhältlich). |
| 61,6 kg | Wasser |
| 4,1 kg | Triäthanolamin |
Es werden die folgenden textiltechnologischen Untersuchungen durchgeführt:
Bestimmung der Reißfestigkeit nach DIN 54 310, nach 24 h Lagerung in
Normklima (NRF), nach 5maliger Wäsche, und nach 5maliger
chemischer Reinigung.
Die Ergebnisse der textiltechnologischen Untersuchung sind in Tabelle
1 aufgeführt, die sich an die Beispiele und die Vergleichsversuche
anschließt.
Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Copolyamid aus
30 Gewichtsteilen Caprolactam
50 Gewichtsteilen Laurinlactam
20 Gewichtsteilen äquimolaren Mengen Piperazin und Decandicarbonsäuren
50 Gewichtsteilen Laurinlactam
20 Gewichtsteilen äquimolaren Mengen Piperazin und Decandicarbonsäuren
synthetisiert, vermahlen, als Dispersion appliziert und anschließend
textiltechnologisch untersucht. Die ermittelten Daten sind in der nachfolgenden
Tabelle aufgeführt.
Gemäß der Lehre aus DE-OS 25 09 791 wurde das dort in Beispiel 2
beschriebene Copolyamid aus
30 Gew.-% Caprolactam
40 Gew.-% Piperazin/Decandicarbonsäure
30 Gew.-% Piperazin/Adipinsäure
40 Gew.-% Piperazin/Decandicarbonsäure
30 Gew.-% Piperazin/Adipinsäure
synthetisiert und wie in Beispiel 1 vermahlen, als Dispersion appliziert
und textiltechnologisch untersucht. Die ermittelten Werte finden sich
in der nachfolgenden Tabelle.
Gemäß der Lehre aus DE-OS 32 48 776 wurde das dort im Beispiel 1
beschriebene Copolyamid aus:
40 Gewichtsteilen Laurinlactam
30 Gewichtsteilen Caprolactam
30 Gewichtsteilen äquimolare Mengen 2-Methylpentamethylendiamin und Decandicarbonsäure
40 Gewichtsteilen Laurinlactam
30 Gewichtsteilen Caprolactam
30 Gewichtsteilen äquimolare Mengen 2-Methylpentamethylendiamin und Decandicarbonsäure
synthetisiert und wie in Beispiel 1 vermahlen, als Dispersion appliziert
und textiltechnologisch untersucht.
Die ermittelten Werte finden sich in der nachfolgenden Tabelle 1.
Handelsüblicher Textilheißschmelzkleber Platamid H 005 der Firma
Deutsche ATOCHEM Werke GmbH wurde wie in Beispiel 1 als Dispersion
appliziert und textiltechnologisch untersucht.
Die ermittelten Werte finden sich in der nachfolgenden Tabelle 1.
Die Bezeichnung "S-Wachs" ist die Abkürzung für "Säurewachs". Die S-Wachse,
wie das oben erwähnte Hoechst-Wachs S erhält man dadurch, daß rohes Montanwachs
durch Extraktion weitgehend von dem Harzanteil befreit und das entharzte
Wachs dann z. B. mit Chromschwefelsäure oxidiert wird. Die Wachse vom S-Typ
enthalten durchschnittlich etwa 80% freie Wachssäuren mit 21 bis 34, überwiegend
26 bis 30 C-Atomen, etwa 20% Wachsester (Wachsalkohol-Wachssäure-Ester), bis
zu etwa 20% Dicarbonsäureestern, bis zu etwa 5% Dicarbonsäureester und etwa
5 bis 10% unverseifbare Bestandteile.
Unter Rückschlag ist dabei das Eindringen des Klebers in den Einlagestoff
bis zur Rückseite zu verstehen, welches zur Griffverschlechterung
des Verbundes und zum Ankleben der Einlagerückseite an das Fixierwerkzeug
führen kann. Der Beurteilungsmaßstab ist wie folgt:
0 = kein Rückschlag
0-1 = wenig Rückschlag
1 = Rückschlag
2 = deutlicher Rückschlag
0-1 = wenig Rückschlag
1 = Rückschlag
2 = deutlicher Rückschlag
Claims (7)
1. Copolyamide enthaltend Caprolactam und Laurinlactam als Grundbausteine,
dadurch gekennzeichnet, daß sie als weiteren
Grundbaustein ein Addukt aus äquimolaren Mengen Piperazin und einer
Dicarbonsäure enthält, wobei es sich bei der Dicarbonsäure um C6-13
Dicarbonsäuren handelt,
wobei die Grundbausteine in folgenden Anteilen im Copolymerisat
einpolymerisiert sind:
Caprolactam
10 bis 50 Gew.-%
Laurinlactam 20 bis 70 Gew.-%
Addukt aus äquimolaren Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren 10 bis 40 Gew.-%
2. Copolyamide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Grundbausteine in folgenden Anteilen im Copolymerisat einpolymerisiert
sind:
Caprolactam
20 bis 40 Gew.-%
Laurinlactam 30 bis 70 Gew.-%
Addukt aus äquimolaren Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren 15 bis 35 Gew.-%
3. Verfahren zur Herstellung von Copolyamiden nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Grundbausteine in den Mengenverhältnissen nach
Anspruch 1 unter Druck und erhöhter Temperatur in an sich bekannter
Weise polymerisiert werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Grundbausteine in den Mengenverhältnissen nach Anspruch 2 polymerisiert
werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Polymerisation bei einer Temperatur von 250 bis 350°C und einem
Druck von 5 bis 50 bar durchgeführt wird.
6. Verwendung von Copolyamiden nach den Ansprüchen 1 und 2 zum Heißsiegeln
von Textilien.
7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei die Copolymeren in Form von Dispersionen
vorliegen.
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|---|---|---|---|
| DE19873730504 DE3730504C1 (en) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | Copolyamides containing caprolactam and laurolactam, process for the preparation thereof and use thereof for heat-sealing textiles |
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