DE730015C

DE730015C - Verfahren zum Mercerisieren

Info

Publication number: DE730015C
Application number: DE1939730015D
Authority: DE
Inventors: Kurt Hofer
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1938-01-07
Filing date: 1939-01-06
Publication date: 1943-01-06
Also published as: CH236679A; GB523549A; FR848529A; BE432049A; NL49820C; CH228415A

Description

Es ist bekannt, das Netzvermögen von Mercerisierlaugen dadurch zu erhöhen, daß man diesen aliphatische Carbonsäuren mit vier bis neun Kohlenstoffatomen, deren Kohlenstoffketten durch Sauerstoffatome unterbrochen sein können, allein oder im Gemisch mit anderen für diesen Zweck bekannten Verbindungen zusetzt. Ebenso verleihen gewisse Äthercarbonsäuren Laugen von bestimmter Konzentration ein ziemlich gutes Netzvermägen; ihre Verwendung ist aber dadurch stark eingeschränkt, daß sie nur in Mercerisierlaugen von niederer Konzentration löslich sind und sehr zum Auskristallisieren neigen.

Durch das Auskristallisieren geht aber das Xetzvermögen der Laugen stark zurück. Diese Übelstände lassen sich auch durch Mischen mit anderen Mercerisierlaugenzusätzen nur teilweise beheben.

Es wurde nun gefunden, daß Polyäthermonocarbonsäuren, die mindestens neun Kohlenstoff atome im Molekül enthalten und der allgemeinen Formel

R-(O-R₁J_n-O-R₂-COOH _a5

entsprechen, in der R Alkyl oder Cycloalkyl, R₁ und R₂ beliebige gleiche oder verschiedene Alkylenradikale und η eine ganze Zahl bedeuten, sich vorteilhaft als Netzmittel für Mercerisierlaugen verwenden lassen, und zwar sowohl allein als auch im Gemisch mit anderen, für Mercerisierlaugen bekannten Zusatzstoffen, wie Phenolen, niedermolekularen aliphatischen Carbonsäuren mit vier bis neun Kohlenstoffatomen, Alkylglykolsäuren, Naphthensäuren, hochsulfonierten Ölen, echten Sulfonsäuren oder Schwefelsäureestern von Alkoholen mit gerader oder verzweigter Kohlenstoffkette, welch letztere noch durch ein Heteroatom oder durch mehrere Heteroatome unterbrochen sein kann. An Stelle der Polyäthermonocarbonsäuren können auch

deren anorganische oder organische Salze, ζ. B. Alkali-, Amin- oder organische Ammoniumsalze, verwendet werden.

Da aliphatische, cycloaliphatische oder gemischte Polyäthermonocarbonsäuren auch dispergierende Eigenschaften besitzen, lassen sie sich auch in Verbindung mit anderen für Mercierisierlaugen bekannten Zusatzstoffen, wie Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Ätheralkoholen, z. B. Alkylpolyglykoläthern, Ketonen, Acetalen oder stickstoffhaltigen Basen, ζ. B.aliphatischen Aminen, die Hydroxylgruppen enthalten können, vorteilhaft verwenden.

Als erfindungsgemäß geeignete Polyäthermonocarbonsäuren seien erwähnt die Arnyl-, Hexyl- und Heptyloxäthoxyessigsäuren sowie die Butyloxyäthoxyessigsäuren. Diese Verbindungen erhöhen das Netzvermögen von Mercerisierlaugen im allgemeinen viel stärker als die entsprechenden Monoäthercarbonsäuren, deren Kohlenstoff kette nur einmal durch ein Sauerstoffatom unterbrochen ist. Ferner erstreckt sich ihre Löslichkeit in Mercerisierlaugen über einen größeren Laugenkonzentrationsbereich, was praktisch von großer Bedeutung ist, und schließlich kristallisieren die Salze dieser Säuren in Mercerisierlaugen nicht oder zum mindesten viel 6s schwerer aus, so daß diese ihr Netzvermögen beim Lagern unverändert beibehalten und auch beim Eindampfen nicht verlieren. Durch diese wertvollen Eigenschaften unterscheiden sich die Polyäthermonocarbonsäuren mit zwei- oder mehrfach durch Sauerstoffatome unterbrochener Kohlenstoffkette vorteilhaft von den bisher verwendeten Äthercarbonsäuren, die nur ein Brückensauerstoffatom in der Kohlenstoffkette enthalten.

Die genannten Polyäthermonocarbonsäuren können beispielsweise aus den entsprechenden Mono- oder Polyätheralkoholen durch Überführen in deren Alkaliverbindungen und Umsetzen mit Halogenalkylcarbonsäuren bergestellt werden. Aus der Alkaliverbindung des Äthyhlenglykolmonoisoamyläthers und Monochloressigsäure erhält man beispielsweise die Isoamyloxäthoxyessigsäure von der Zusam-

CH.,

;.- CH — CH₂ — CH₂ — 0 — CH₂ — CHo- 0 — CH₂ — COOH

CH_:i

und vom Kp₁₁ 165 bis i66° C. Aus der Alkaliverbindung des äthylenglykolmonosekundären Amvläthers erhält man auf analoge Weise die Amyl-2-oxäthoxyessigsäure von der Zusammensetzung

CH.,-CHo-CHo

CH.,' >CH — O — GH., — CHo — O — CHo — COOH

und vom Kp₁₁ 159,5 bis 160,5° C. Aus der Alkali verbindung des Äthylenglykolmonoäthers des 2-Äthylbutylalkohols erhält man

CH₃ — CH₂

">CH —CHo-0 —CH₂ die Hexyloxäthoxyessigsäure von der Zusammensetzung

CH₂ — O — CH₂ — COOH

und vom Kp₁₁ 169,5 bis ^l7^l'~

C.

Gegenüber den der Zusammensetzung nach nächstliegenden, bekannten Netzmitteln für Mercerisierlaugen besitzen die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Netzmittel verschiedene Vorzüge. So erweist sich n-Hexyloxäthoxyessigsäure nach der Erfindung allein oder- auch im Gemisch mit Trimethylbenzylammoniumchlorid gegenüber dem aus der amerikanischen Patentschrift 2 076 303 bekannten Netzmittelgemisch aus n-Octyloxyessigsäure und Trimethylbenzylammoniumchlorid in bezug auf Löslichkeit und Wirk-

samkeit weit überlegen. Aus der schweizerischen Patentschrift 185 917 sind Gemische aus Alkylglykolsäuren mit höchstens neun Kohlenstoffatomen im Molekül und hochsulfonierten Ölen als gute Netzmittel für Mercerisierlaugen bekannt. Ein Vergleich der Wirksamkeit von Heptyloxyessigsäure von der Zusammensetzung

C₇H₁₅-O-CH₂-COOH

einerseits und Isoamyloxäthoxyessigsäure von der Zusammensetzung

C₁H₁₁-O CH₂ — CH₂ — O -

zuletzt

nach der Erfindung andererseits für sich oder im Gemisch mit einem hochsulfonierten Öl zeigt eine außerordentliche Überlegenheit des CH₂-COOH

genannten Netzmittels. Heptyloxy-

essigsäure kristallisiert in Laugen von 25 bis 30° Be aus, während Isoamyloxäthoxyessig-

säure in Laugen bis zu 32⁰ Be löslich ist. Vor den aus der schweizerischen Patentschrift 192 832 bekannten sauren Schwefelsäureestern von Äthylenglykolmonoalkyläthern zeichnen sich die erfindungsgemäß zur Anwendung gelangenden Polyäthermonocarbonsäuren durch höhere Wirksamkeit und größeren Löslichkeitsbereich aus. So ist Diäthylenglykolmonoisoamylätherriatriuinsulfat nur in Laugen bis zu 27⁰ Be löslich", während die entsprechende Polyäthermonocaribon-.säure mit der gleichen Anzahl von Kohlenstoffatomen im Molekül, nämlich Isoamyloxäthoxyessigsäure, in Laugen bis zu einer Konzentration von 32⁰ Be löslich ist. Auch n-Hexyloxäthoxyessigsäure, welchedie gleiche Anzahl von Kohlenstoffatomen im Alkylätherrest wie Diäthylenglykolmonoisoamyläthernatriumsulfat enthält, übertrifft letzteres noch in der Netzwirkung in Mercerisierlaugen, insbesondere bei einer Schrumpfungsdauer von 15 Sekunden.

Beispiel ι

0,35 Raumprozent n-Butyloxäthoxäthoxyessigsäure von der Zusammensetzung

CH, — CHL, — CHo — CH, — 0 — CH., — CH, — 0 — CH₂ — CH₀ — 0 — CH., — COOH

gelöst in Natronlauge von 30⁰ Be, ergeben auf rohem Baumwollgarn nach 15 Sekunden eine Schrumpfung von etwa 20°/o·' Die Lö

sung ist klar und beständig im Gegensatz zu einer entsprechenden Lösung von n-Butyloxyessigsäure von der Zusammensetzung

CH„ — CHo — CH, — CH, — O — CH, — COOH

die beim Stehen Kristallabscheidungen zeigt. Auch die Schrumpfwirkung einer Lauge mit einem Zusatz von n-Butylglykol säure ist bedeutend geringer.

An Stelle des hier verwendeten Oxyessigsäureabkömmlings kann man auch die entsprechenden α-Oxypropionsäure- oder a-Oxybuttersäureabkömmlinge verwenden.

Beispiel 2

Mit 0,25 Raumprozent Isoamyloxäthoxyessigsäure als Zusatz zu einer Natronlauge von 30⁰ Be erhält man auf rohem Baumwollgarn nach 15 Sekunden eine Schrumpfung von etwa 20 °/o- Der entsprechende Isoamyläther der Glykolsäure ist nicht löslich in Natronlauge von 30⁰ Be, bzw. es tritt sofort Kristallisation ein.

Beispiel 3

0,5 Raumprozent einer wässerigen Lösung, enthaltend 47,5 Gewichtsprozent isoamyloxäthoxyessigsaures Natrium und 5 Gewichtsprozent Xylenylglyoerinäther, ergeben in Natronlauge von 30⁰ Be auf rohem Baumwollgarn nach 15 Sekunden eine Schrumpfung von etwa 20%.

Beispiel 4

Ein Gemisch aus 90 Gewichtsteilen einer etwa 50prozentigen wässerigen Lösung des Natriumsalzes der Isoamyloxäthoxyessig- _: säure und 10 Gewichtsteilen eines technischen Gemisches aus Acetalen, erhalten durch Umsetzen der drei isomeren Methylcyclohexanone mit Glycerin, von der Zusammensetzung

CH₀ CH — CH„

C H₂

O O

I I

CH₂ — CH-CH₂-OH

ist in 25grädiger Natronlauge klar löslich und ergibt eine noch höhere Netzwirkung als die genannte Ätherearbonsäurelösung selbst.

	Schrumpfungen von	Rohperlgarn 3/2
		bei Zusatz einer
	bei Zusatz von 0,75	5oprozentigen Lösung
	Raumprozent des	des Natriumsalzes der
	vorstehenden Gemisches \	Isoamyloxäthoxy-
		essigsäure
	I	%
Nach 5 Sekunden ....	13.2 '	9.9
- 10 - ....	18,0	15.3
- 15	19.8	17,6

Rohe unentschlichtete Popelinegewebe netzen sich in beiden Laugen rasch an und sinken innerhalb von etwa 7 Sekunden bzw. etwa 10 Sekunden unter.

Beispiel 5

Ein Gemisch, enthaltend 88 Gewichtsteile hochsiedendes technisches Xylenol, 9 Gewichtsteile isoamyloxäthoxyessigsaures Xatrium und 3 Gewichtsteile Diäthylenglykolmonoisoamyläther, ergibt bei einem Zusatz von 1,5 Raumprozent zu Natronlauge von 30° Be nach 15 Sekunden auf Rohperlgarn eine Schrumpfung" von 23 %· ^I it einer Lauge «5 von 32⁰ Be erhält man unter gleichen Bedingungen nach 15 Sekunden eine Schrumpfung von 20,5%.

Beispiel 6

Ein Gemisch aus 70 Gewichtsteilen Isoamyloxäthoxyessigsäure und 30 Gewichtsteilen einer etwa 55prozentigen wässerigen Lösung des Xatriumsalzes des sauren Schwefelsäureesters des n-Butylalkohols ergibt bei einem Zusatz von 0,5 Raumprozent ^a5 zu 3Ogrädiger Natronlauge eine außerordentlich rasch netzende Mercerisierfiüssigkeit. Rohe Zwirn- oder rohe, unentschlichtete Popelinegewebe netzen sich in dieser Lauge sofort gleichmäßig durch und sinken innerhalb von 6 bis 7 Sekunden unter. Die bei Makorohperlgarn 3/2 bereits nach 15 Sekunden erreichte Einschrumpfung beträgt etwa 24% der ursprünglichen Länge.

Beispiel 7

Ersetzt man im Beispiel ο die wässerige Lösung des Natriumsalzes des sauren Sc'nwefelsäureesters des n-Butylalkohols durch eine L-uva (>5prozentige wässerige Lösung des Natriumsalzes des sauren Schwefelsäureesters des Athylenglykolmono-n-butyläthers, se erhält man ebenfalls eine hochwirksame Mercerisierlauge. Bei einem Zusatz von 0,35 Raumprozent des Gemisches erhält man bei Makorohperlgarn 3·2 nach 15 Sekunden Einwirkungsdauer eine Einschrumpfung von etwa 22°/o der ursprünglichen Länge.

Beispiel 8

Ein Gemisch aus 2 Gewichtsteilen einer 5oprozentigen wässerigen Lösung des Natriumsalzes der Isoamyloxäthoxyessigsäure und einem Gewichtsteil einer 4oprozentigen wässerigen Lösung von cymolmonosulfonsaurem Natrium ergibt bei einem Zusatz von ι Raumprozent zu 28grädiger Natronlauge eine außerordentlich gut durchnetzende Mercerisierflüssigkeit. Die bei Makorohperlgarn 3/2 nach bereits 15 Sekunden Einwirkungsdauer erreichte Einschrumpfung beträgt 25,8°/₀ der ursprünglichen Länge.

Beispiel 9

Eine Mischung ' aus 90 Gewichtsteilen n-Butyloxäthoxäthoxyessigsäurc von der Zusammensetzung

CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-CH₂-CH₂-O-Ch₂-COOH

und 10 Gewichtsteilen Isovaleriansäure ergibt bei einem Zusatz von 5 ecm je Liter Natronlauge von 30⁰ Be eine klare, hochwirksame Mercerisierfiüssigkeit. Rohe Zwirn- oder rohe, unentschlichtete Popelinegewebe netzen sich im Augenblick des Auflegens auf die Laugenoberfläche sofort gleichmäßig durch und sinken innerhalb von etwa 7 bzw. 10 Sekunden unter.

Beispiel 10

0,3 Raumprozent sekundäre Amyloxäthoxy essigsäure von der Zusammensetzung

CH₁-CH₁-CH₁

CH-O — CH, — CH, — 0 — CH., — COOH

CH₁

und VOmKp₁₁ 159,5 ^Di^s ΐ6°·5° C werden einer Natronlauge von 32- Be zugesetzt. Rohperlgarn schrumpft, in dieser Lauge nach 30 Sekunden um 21,5% der ursprünglichen Länge ein· rohe Zwirngewebe netzen sich sofort an und sinken nach 10 Sekunden unter.

B e i s ρ i e 1 11

0,2 Raumprozent 2-Athylbutyloxäthoxyessigsäure ergeben in Natronlauge von 28' Be eine schwach trübe Lösung. Rohperigarn schrumpft in dieser Lauge in 15 Sekunden um no etwa 22,5% der ursprünglichen Länge ein und netzt rohes Zwirngewebe in 7 Sekunden.

Beispiel 12

Einer Natronlauge von 24* Be werden n₅ Ί.3 Raumprozent Octyloxäthoxyessigsäure von -!er Zusammensetzung

CH₁-CH₁-CH₁-CH,

CH.-CH., , C H — C F., - O i_ H., - - C H., — O — C H, — C O O H

zugesetzt. Die Lauge netzt rohes Zwirngewebe in 8 Sekunden und bewirkt bei einem rohen Zwirnfaden nach 15 Sekunden eine Einschrumpfung -um 2ΐ°/ΐ der ursprünglichen Länge.

Beispiel 13

50 Gewichtsteile Isoaniyloxäthoxyessigsäure werden mit 50 Gewichtsteilen eines Umsetzungsproduktes vermischt, das durch gleichzeitiges Kondensieren und Sulfonieren von ι Mol ^-Naphthol und 3 Mol Isoamylalkohol mit 3 bis 4 Mol Chlorsulfonsäure erhalten wird. o,'5 Raumprozent dieses Gemisches oder eine entsprechende Menge des neutralisierten Umsetzungsproduktes werden einer Mercerisierlauge von 32⁰ Be zugesetzt. Rohperlgarn wird durch diese Lauge in 30 Sekunden um 23,5°/o geschrumpft; rohe Zwirngewebe werden in etwa 12 Sekunden ge~ netzt.

Beispiel 14

70 Gewichtsteile Isoamyloxäthoxyessigsäure

werden mit 10 Gewichtsteilen Diäthylenglykolmono-n-butyläther und 20 Gewichtsteilen eines Umsetzungsproduktes vermischt, das durch Behandeln eines Gemisches aus 6 Gewichtsteilen Rohkresol, 7 Gewichtsteilen Isoamylalkohol und 5 Gewichtsteilen technischem Laurylalkohol mit 20 Gewichtsteilen Chlorsulfonsäure erhalten wird. Eine Mercerisierlauge von 32⁰ Be, der 0,3 Raumprozent dieses Gemisches zugesetzt worden sind, ruft auf Rohperlgarn in 30 Sekunden eine Schrumpfung von etwa 21,5 °/o hervor.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Mercerisieren, dadurch gekennzeichnet, daß man Mercerisierlau'gen verwendet, die -Polyäthermonocarbonsäuren mit mindestens neun Kohlen-Stoffatomen im Molekül von der ' allgemeinen Formel

R-(O-R₁J_n-O-R₂-COOH

in der R Alkyl oder Cycloalkyl, R₁ und R₂ beliebige gleiche oder verschiedene Alkylenradikale und η eine ganze Zahl bedeuten oder deren anorganische oder organische Salze, gegebenenfalls im Gemisch mit anderen für Mercerisierlaugen bekannten Zusatzstoffen, als Netzmittel enthalten.

zur Patentschrift 130 015 Klasse 8k Gruppe 2.

Voa Patentsucher ist als Miterfinder angegeben worden; Br»Alfred Rheiner in Basel,