CH682617B5 - Copolyamide auf Basis von Caprolactam und Laurinlactam, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben zum Heisssiegeln von Textilien. - Google Patents

Description

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CH 682 617G A3

Beschreibung

Die Erfindung betrifft Copolyamide, enthaltend Caprolactam, Laurinlactam und äquinolare Mengen Pi-perazin und C&-13 Dicarbonsäuren oder C36 dimerisierten Fettsauren, ein Verfahren zur Herstellung dieser Copolyamide und deren Verwendung zum Heisssiegeln von Textilien.

Heissschmelzkleber für den textilen Bereich auf der Basis von laurinlactamhaltigen Copolyamiden sind seit langem bekannt und auf dem Markt erhältlich. So beinhaltet DE-P-1 253 449 die Verwendung von Copolyamidfolien, die 20 bis 80 Gew.-% Laurinlactam 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-P-1 594 233).

Zur Verbesserung der Wasch- und chemischen Reinigungsbeständigkeit wurden chronologisch nachfolgende Patentanmeldung in Hinsicht auf ihre Zusammensetzung geändert. So beschreibt die DE-AS 1 939 758 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 3 005 939 beschrieben, wobei es sich hier um verzweigte CioDia-mine 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-P 2 324 160, DE-P 2 324 159). 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 2 920 416 und DE-OS 3 248 776 veröffentlicht. DE-2 920 416 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-3 248 776 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 DE-OS 2 509 791 sind Copolyamide beschrieben, die neben Lactamen aus mindestens zwei verschiedenen Dicarbonsäuren und Diaminen bestehen und die aufgrund ihrer Hafteigenschaften auf nichtplastischen Werkstoffen, insbesondere zur Kantenumleimung in der Möbelindustrie verwandt werden.

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 Copiyamide enthaltend Caprolactam und Laurinlactam als Grundbausteine und zusätzlich als weitere Grundbausteine äquimolare Mengen Piperazin und einer Dicarbonsäure, wobei es sich bei der Dicarbonsäure um C6-13 Dicarbonsäuren oder C36 dimerisierte Fettsäuren handelt, wobei die Grundbausteine in folgenden Anteilen im Copolymerisat enthalten sind:

äquimolare Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren 10 bis 40 Gew.-% oder C36 dimerisierte Fettsäuren

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 Grundbausteine in den folgenden Anteilen im Copolyamid enthalten sind:

Caprolactam Laurinlactam

10 bis 50 Gew.-% 20 bis 70 Gew.-%

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CH 682 617G A3

Caprolactam Laurinlactam

20 bis 40 Gew.-% 30 bis 70 Gew.-%

äquimolare Mengen Piperazin und aliphatische Dicarbon- 15 bis 35 Gew.-% säuren mit 6 bis 13 Kohlenstoffatomen und/oder dimerisierte C36 Fettsäuren.

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 10 diesen Bedingungen wird insbesondere mehrere Stunden lang polymerisiert. Anschliessend wird bevorzugt noch einige Stunden lang nachkondensiert. Es können die üblichen für die Polymerisation von Laurinlactam bekannten Katalysatoren, Kettenabbrecher und/oder sonstigen Zusätzen sowie Verfahrensbedingungen angewandt werden. Insbesondere wird zweckmässig unter Luftabschluss, d.h. unter einer inerten Gasatmosphäre gearbeitet.

15 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. Demhin-gegen wurde auch bei erhöhter Siegeltemperatur kein Rückschlag des erfindungsgemäss verwendeten Co-polyamid-Heissschmelzklebers festgestellt. Gleichzeitig wurde nur eine geringe oder gar keine Abnahme der 20 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 Disper-25 sion 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 angewandt werden, die nur geringfügig höher als die Temperaturen des Schmelzbereichs sein brauchen. 30 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 Beschichtungsindu-strie üblichen Pulverauftragsmaschinen oder in Form von Heisssiegeldispersionen über das Pastenpunktver-fahren 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 35 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 2 407 505 und die darin als Stand der 40 Technik genannten Druckschriften.

Ein statistisches Copolyamid wurde durch hydrolytische Polykondensation folgender Monomerbausteine 45 synthetisiert.

Das erhaltene Produkt wurde auf einer handelsüblichen Kaltmahlanlage vermählen und anschliessend mittels einer Luftstrahlsiebanlage in die Kornfraktion bis 80 um und 80 bis 200 um getrennt. Die Fraktion 80 bis 200 (im wurde über das Pulverpunktverfahren appliziert und ein damit verklebtes Gewebe, das aus ei-55 nem PolyamidA/iskose-Vlies als Einlage und einem Baumwolle/Polyester (65/35) Gewebe als Oberstoff hergestellt worden war, textiltechnologisch untersucht.

Die Fraktion bis 80 um 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 60 anschliessend textiltechnologisch untersucht.

Die Heisssiegeldispersion wurde aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

Beispiel 1

50

25 Gewichtsteile Caprolacta Gewichtsteilem 50 Gewichtsteile Laurinlactam

25 Gewichtsteile äquimolare Mengen Piperazin und Decandicarbonsäure

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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 bis 80 (im

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 Höechstwachs S (siehe DE-B-2 407 505, Spalte 5, Zeile 56 ff).

11.2 kg Collaral VL (10%-ige amoniakalisch eingestellte Lösung einer polymeren Acrylsäure,

im Handel erhältlich).

61,6 kg Wasser 4,1 kg Triäthanolamin

Die Ergebnisse der textiltechnologischen Untersuchung sind in Tabelle 1 aufgeführt, die sich an die Beispiele und die Vergleichsversuche anschliesst.

Beispiel 2

Wie in Beispiel 1 beschrieben, wurde ein Copolyamid aus

30 Gewichtsteilen Caprolactam 50 Gewichtsteilen Laurinlactam

20 Gewichtsteilen äquimolaren Mengen Piperazin und Decandicarbonsäuren synthetisiert, vermählen, als Dispersion appliziert und anschliessend textiltechnologisch untersucht. Die ermittelten Daten sind in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt.

Veraleichsbeispiel 1

Gemäss der Lehre aus DE-OS 2 509 791 wurde das dort in Beispiel 2 beschriebene Copolyamid aus

30 Gew.-% Caprolactam

40 Gew.-% Piperazin/Decandicarbonsäure

30 Gew.-% Piperazin/Adipinsäure synthetisiert und wie in Beispiel 1 vermählen, als Dispersion appliziert und textiltechnologisch untersucht. Die ermittelten Werte finden sich in der nachfolgenden Tabelle.

Vergleichsbeispiel 2

Gemäss der Lehre aus DE-OS 3 248 776 wurde das dort im Beispiel 1 beschriebene Copolyamid aus

40 Gewichtsteilen

Laurinlactam

30 Gewichtsteilen

Caprolactam

30 Gewichtsteilen

äquimolare Mengen 2-Methylpentamethylendiamin und

Decandicarbonsäure

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CH 682 617G A3

synthetisiert und wie in Beispiel 1 vermählen, als Dispersion appliziert und textiltechnologisch untersucht. Die ermittelten Werte finden sich in der nachfolgenden Tabelle 1.

Verqleichsbeispiel 3

Handelsüblicher Textilheissschmelzkleber Platamid H 005 der Firma Deutsche ATOCHEM Werke GmbH 5 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 10 vom S-Typ enthalten durchschnittlich etwa 80% freie Wachssäuren mit 21 bis 34, überwiegend 26 bis 30 C-Atomen, etwa 20% Wachsester (Wachsalkohoi-Wachssäure-Ester), bis zu etwa 20% Dicarbonsäureestern, bis zu etwa 5% Dicarbonsäureester und etwa 5 bis 10% unverseifbare Bestandteile.

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Ol Ol

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Tabelle 1

Beispiel 1

Beispiel 2

Vergleich 1 DE-OS 2 509 791

Vergleich 2 DE-OS 3 248 776

Vergleich 3 DE-OS 1 594 233

Caprollactam 25 Laurinlactam 50

Pip. 12 MPD 12 Pip. 6 6.6

FP opt. °C ri rei

Einlage Oberstoff

25

30 50 20

108-115 1.45

Pulver Disp. 4565 BFF A 300

105-120 1.50

Pulver Disp. 4565 BFF A 300

HAKA Bluse 100% PES HAKA Bluse 100% PES

Auftrag g/m2 16 g/m2 10-12

16 g/m2 10-12

30 40 30

106-123

1.42

Pulver

4565

HAKA

14

Disp.

BFF A 300

30 40

30

105-112 1.47 Pulver 4565

40 40

Disp.

BFF A 300

20

115-125 1.50 Pulver 4565

Bluse 100% PES HAKA 10-12 16

Bluse 100% PES HAKA 10-12 16-17

Disp.

BFF A 300 Bluse 100% PES 10-12

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Tabelle 1 (Fortsetzung)

Beispiel 1

Beispiel 2

Vergleich 1 DE-OS 2 509 791

Vergleich 2 DE-OS 3 248 776

Vergleich 3 DE-OS 1 594 233

Pulver

Disp.

Pulver

Disp.

Pulver

Disp.

Pulver

Disp.

Pulver

Disp.

Siegeltemp. °C

N/5cm

RS

N/5cm

N/5cm

RS

N/5cm

N/5cm

RS

N/5cm

N/5cm

RS

N/5cm

N/5cm

RS

N/5cm

110

11

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4

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0

5

6

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8

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2,5

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0-1

0

120

11

0

6

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11

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3

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12

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3

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0-1

3

140

15

0

Spaltung

13,5

0

Spaltung 14

1

3

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5,5

12

1

4,5

NRF

150

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1

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-

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1

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-

15

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-

16

1

-

18

0-1

-

17

1

6

5 Wäschen bei

110

9

3

9

4

5"

0

Y**

1,5

0

0

60°C

120

9,5

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4,5

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1

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2,5

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2,00

130

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2,5

140

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6

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6,5

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-

13,5

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-

13

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15,5

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-

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14

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Chem. Reinigung 110

9

3

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4,5

2,5"

0

6

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0

0

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4

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4,5

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6

3,7

140

11

5

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6,5

7,5

2,0

11

3,5

10,5

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-

14

-

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-

12

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13,5

5

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-

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-

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13

-

15,5

5,5

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o> œ ro o>

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co

Erklärung:

4565 = PA/Viskose-Vlies; Spaltung = Vliesspaltung:

HAKA = Baumwolle/Polyester 65/35; BFF A 300 = Vlies PES/Viskose 50/50; Bluse = Leichter Blusenstoff; RS = Rückschlag; ** = deutliche Blasenbildung; * = mittlere Blasenbildung

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Copolyamide enthaltend Caprolactam und Laurinlactam als Grundbausteine, dadurch gekennzeichnet, dass sie als weitere Grundbausteine äquimolare Mengen Piperazin und einer Dicarbonsäure enthalten, wobei es sich bei der Dicarbonsäure um C6-13 Dicarbonsäuren oder C36 dimerisierte Fettsäuren handelt, wobei die Grundbausteine in folgenden Anteilen im Copoiymerisat enthalten sind:

Caprolactam 10 bis 50 Gew.-%

Laurinlactam 20 bis 70 Gew.-%

äquimolare Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren 10 bis 40 Gew.-% oder C36 dimerisierten Fettsäuren

2. Copolyamide nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundbausteine in folgenden Anteilen im Copoiymerisat enthalten sind:

Caprolactam 20 bis 40 Gew.-%

Laurinlactam 30 bis 70 Gew.-%

äquimolare Mengen Piperazin und C6-13 Dicarbonsäuren 15 bis 35 Gew.-% oder C36 dimerisierten Fettsäuren

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 polymerisiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundbausteine in den Mengenverhältnissen nach Anspruch 2 polymerisiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 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 Anspruch 1 oder 2 zum Heisssiegeln von Textilien.

7. Verwendung nach Anspruch 6 in Form von Dispersionen.

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