DE3832089A1 - Textilveredelungsmittel und verfahren zur ausruestung von cellulosehaltigem textilgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Textilveredelungsmittel und Verfahren zur Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilgut.

Zur Hochveredelung von textilen Flächengebilden aus Cellulosefasern werden heutzutage üblicherweise formaldehydarme Vernetzer eingesetzt. Gegenüber den früher - und teilweise auch heute noch - verwendeten Dimethylolharnstoffverbindungen haben sie den Vorteil, daß der freie und gebundene Formaldehyd auf der Ware reduziert werden konnte.

Seit einigen Jahren wurden z. B. in Japan und den skandinavischen Ländern Gesetze erlassen, die auf bestimmten Textilien wie Babykleidung keine Ausrüstung mit formaldehydhaltigen bzw. formaldehydabspaltenden Produkten erlauben. Und auch die andauernde Diskussion über die potentielle Kanzerogenität von Formaldehyd hat die Textilhilfsmittelhersteller zur Suche nach anderen, formaldehydfreien Vernetzertypen gezwungen.

Für die Entwicklung einer formaldehydfreien Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilgut stehen im Rahmen der verfahrens- und maschinentechnischen Möglichkeiten der Textilveredelungsindustrie nur noch wenige zur Vernetzung brauchbare chemisch reaktive Gruppen zur Verfügung. Dazu zählen die Aziridingruppe, die Epoxy- und die Chlorhydroxy-Gruppierung sowie die -C=C-Doppelbindung.

Weiter wurde im Rahmen von wissenschaftlichen Arbeiten bereits die Reaktion von Dialdehyden mit Cellulosefasern untersucht. Das Ergebnis war stets eine Verbesserung der Trockenknittererholung aber auch eine starke Einbuße in der Reißfestigkeit der Cellulosefasern sowie eine außerordentlich starke Vergilbung des Fasermaterials.

Aus der US-PS 44 55 416 ist die Verbesserung der Trockenknittererholung durch Anwendung cyclischer Harnstoff- Glyoxal-Polyol-Kondensate bekannt. Weiter beschreibt die US-Anmeldung 3 02 007 die Ausrüstung von Textilien mit Reaktionsprodukten aus Carbamaten und Glutaraldehyd.

Beide genannten Patente haben den Nachteil, daß die gewohnten Ausrüstungseffekte nicht erreicht werden. Außerdem treten Vergilbungsprobleme auf Weißware auf.

Zur Zeit werden formaldehydfreie Vernetzer auf Basis von N,N′-Dimethylderivaten des Glyoxylmonoureins auf dem Markt angeboten. Diese Produkte weisen im Vergleich zu konventionellen N,N′-Dimethylolverbindungen eine weitaus geringere Reaktivität auf der Cellulosefaser und deutlich höhere Ausrüstungskosten auf. Vergleichsausrüstungen mit formaldehydarmen Reaktantvernetzern haben gezeigt, daß die erreichten Effekte nicht dem üblichen Standard entsprechen.

Auf der Suche nach alternativen Lösungen hat man versucht, die gewohnten Ausrüstungseffekte durch Einsatz von reaktiven Polymeren aller Art zu imitieren. Auf der Basis werden Ausrüstungsmittel bestehend aus Polyacrylaten, Polyurethanen, Polyamiden, Polyaminamiden und Polysiloxan angeboten, z. B. auf Basis von Filmbildnern aus selbstvernetzenden Polymeren. Die Ausrüstung mit Silikonelastomeren ist in der EP-A-1 36 069 beschrieben.

Pflegeleichtausrüstungen von cellulosehaltigen Textilien mit selbstvernetzenden Copolymeren haben den Nachteil, daß lediglich ein mehr oder minder elastischer Film um die Faser gebildet wird. Eine Reaktion zwischen Polymer und Faser wie zwischen herkömmlichen N,N′-Methylolvernetzern und der Cellulosefaser tritt nicht auf. Dadurch werden die gewohnten Effekte in bezug auf Trockenknittererholung, Waschkrumpf und Selbstglättungsverfahren in der Praxis nicht erreicht.

Die Anwendung der bekannten Methoden ist daher mit einer Reihe von Nachteilen behaftet, die sich wie folgt zusammenfassen lassen: Die toxikologischen Probleme beim Einsatz von Aziridin- und Chlor-Hydroxy-Verbindungen sind vergleichbar mit denjenigen von Dimethylolharnstoffverbindungen. Weiter entstehen neue Probleme hinsichtlich der Reaktivität, weil Epoxy- und Chlorhydroxygruppen in alkalischem Medium vernetzen, Vernetzer mit Doppelbindungen dagegen radikalisch gestartet werden. Ferner ist der Preis der zur Anwendung kommenden alternativen Materialien im Vergleich zu Dimethylolharnstoffverbindungen deutlich höher. Schließlich treten erhebliche Vergilbungsprobleme auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Formulierung zur Hochveredelung von Textilgut zur Verfügung zu stellen, bei deren Anwendung kein Formaldehyd abgespalten wird, die Anwendungseigenschaften des behandelten Textilgutes aber dennoch nicht nachteilig beeinflußt werden.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst wird durch die Verwendung bestimmter Dialdehyde bzw. eines Reaktionsproduktes aus diesen Dialdehyden mit Polyolen zusammen mit bestimmten Copolymeren.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Textilveredelungsmittel auf wäßriger Basis zur Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilgut, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es

• a) wenigstens einen Dialdehyd der Formel: OHC-(CH₂) _n -CHOworin
  n für 0 bis 10, vorzugsweise 0 bis 3 steht, oder wenigstens ein Reaktionsprodukt aus einem Dialdehyd obiger Formel mit einem linearen aliphatischen Polyol der Formel (I):R₁-CH(OH)-(CH₂) _m -CH(OH)-R₂ (I)worin
  R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, für ein Wasserstoffatom oder eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- oder Isopropylgruppe stehen und m für 0 bis 4 steht, oder
  mit einem verzweigten aliphatischen Polyol der Formel (II): worin
  R₂ für OH, (CH₂) _y -CH₃, (CH₂) _z -CH₂OH, NO₂ steht;
  R₄ für H, (CH₂) _y -CH₃, (CH₂) _z -CH₂OH steht;
  x für 0 bis 2 steht;
  y für 0 bis 5 steht und
  z für 0 bis 2 steht,
  oder eine Mischung von Dialdehyd und Reaktionsprodukt,
• b) ein Polymerisat mit einem Glasübergangspunkt von -40°C bis +10°C, das ausgewählt ist unter entsprechenden Polyacrylaten, Polyurethanen, Polyamiden, Polyaminoamiden, Polyvinylacetaten und Polysiloxanen und Copolymerisaten davon, und
• c) wenigstens ein saures Metallsalz als Katalysator enthält.

Als Dialdehyd kommt bevorzugt 1,2-Ethandial oder 1,5-Pentandial zur Anwendung, das üblicherweise in wäßriger Lösung eingesetzt wird.

Das Reaktionsprodukt aus den Dialdehyden mit Polyolen wird hergestellt, indem man die Komponenten, ggf. in einem reaktionsinerten Lösungsmittel, vorzugsweise Wasser, zusammengibt. Der pH-Wert der Mischung wird auf 3-4 eingestellt, z. B. durch Zugabe von Säuren (HCl, H₂SO₄, H₃PO₄ und dgl.) oder bei Verwendung von stark sauer eingestellten Dialdehyden durch Zugabe von anorganischen oder organischen Basen (z. B. NaOH, KOH, Mono-, Di- oder Triethanolamin). Dialdehyd und Polyol kann man in unterschiedlichen Mengen einsetzen. Das Gewichtsverhältnis von Dialdehyd zu Polyol beträgt vorzugsweise 70 : 30 bis 30 : 70. Vorzugsweise kommt das Polyol jedoch im Unterschuß zur Anwendung, so daß man ein Gemisch aus Dialdehyd und Reaktionsprodukt erhält.

Als Polyole verwendet man vorzugsweise lineare C₁-C₆-Diole, insbesondere diejenigen der obigen Formel (I), in der R₁ und R₂ für ein Wasserstoffatom stehen sowie die Polyole der obigen allgemeinen Formel (II), worin x, y und z für 0 oder 1 stehen.

Besonders bevorzugte Polyole sind Glykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Neopentylglykol, Glycerin, Pentraerythrit und 2-Ethyl-2-nitro-1,3-propandiol.

Als Polymer kommen erfindungsgemäß zwei Typen in Frage, nämlich auf dem hier in Rede stehenden Gebiet übliche filmbildende Polymere und selbstvernetzende Polymere, sowie Copolymerisate davon, welche einen Glasübergangspunkt von -40°C bis +10°C aufweisen.

Die Polymere (Copolymere) können ausgewählt sein unter Polyacrylaten, Polyurethanen, Polyamiden, Polyaminoamiden, Polyvinylacetaten und Polysiloxanen.

Die filmbildenden Polymerisate ziehen in üblicher Weise auf die Faser auf, ohne daß sie eine chemische Bindung mit der Faser eingehen.

Bei den selbstvernetzenden Polymerisaten handelt es sich um solche, welche in der Lage sind, unter den Ausrüstungsbedingungen (ca. 120 bis 160°C) eine Reaktion mit der Textilfaser unter Ausbildung einer chemischen Bindung einzugehen. Derartige selbstvernetzende Polymerisate enthalten daher im allgemeinen funktionelle Gruppen, wie freie Estergruppen, Hydroxygruppen, Aminogruppen, Isocyanatgruppen und dergleichen, welche mit funktionellen Gruppen der Textilfaser reagieren können.

Bevorzugte Polymerisate sind:

• - Polyacrylate und Copolymerisate davon, zum Beispiel Butylacrylat/Vinylacetat-, Ethylacrylat/Vinylacetat-, 2-Ethylhexylacryl/Vinylacetat-, Butylacrylat/Vinylacetat/Maleinsäure-, Butylacrylat/Vinylacetat/Maleinsäureester- oder Butylacrylat/Acrylsäure-Polymerisate.
• - Polyvinylacetate und Copolymerisate davon, z. B. die bereits genannten Polymerisate sowie ein Vinylacetat/ Ethylen-Polymerisat.
• - Polyurethane und Copolymerisate von, z. B. Polyesterurethane auf Basis aliphatischer Diisocyanate und Polyurethan-Polyester-Prepolymerisate mit 2 bis 3% blockierten aromatischen Isocyanatgruppen.
• - Polysiloxane (Siliconelastomere), d. h. Organosiloxane mit funktionellen Gruppen wie -OH oder -NH₂, beispielsweise primäres hydroxylfunktionelles Polydimethylsiloxan; primäres aminofunktionelles Polydimethylsiloxan; primäre hydroxylfunktionelle Polydimethylsiloxan-Polyoxyethylen-Copolymerisate und primäre aminofunktionelle Polydimethylsiloxan- Polyoxyethylen-Copolymerisate.

Die Polymerisate dienen dazu, die bei der Hochveredelung von Textilfasern auftretenden Vergilbungsprobleme zu verringern und den Fasern Schutz zu verleihen, d. h. den mit der Veredelung einhergehenden Verlust an Reißfestigkeit zu verringern.

Weiter enthält das erfindungsgemäße Mittel einen Katalysator, der dazu dient, eine Reaktion (Vernetzung) der Cellulosefasern unter Beteiligung des Dialdehydes bzw. dessen Reaktionsproduktes herbeizuführen. Geeignete Katalysatoren sind saure Metallsalze, insbesondere Magnesium- und Aluminiumhalogenide oder Mischungen davon. Wenn die Katalysatoren in Mischung zur Anwendung kommen, kann das Mischungsverhältnis (in Gewichtsteilen) in einem weiten Bereich variieren. Für die besonders bevorzugte Katalysatorenmischung aus Magnesiumchlorid und Aluminiumchlorid (einschließlich aller basischen Aluminiumchloride) liegt es beispielsweise im Bereich von 100 : 0,5 bis 100 : 30.

Das erfindungsgemäße Mittel kann auch in zwei oder drei Teilen vorliegen, die erst bei Gebrauch zusammengegeben werden. Vorzugsweise liegt das Mittel in zwei Teilen vor, wobei der erste Teil die erwähnten Komponenten a) und b) und der zweite Teil die Komponente c) enthält.

Der Katalysator wird vorzugsweise unmittelbar vor Anwendung des erfindungsgemäßen Mittels mit den Komponenten a) und b) direkt oder in der Flotte vereinigt.

Die erfindungsgemäßen Komponenten a) bis c) kommen vorzugsweise in folgendem Gewichtsverhältnis zur Anwendung:

• a) Dialdehyd bzw. dessen Reaktionsprodukt 10-40 Gew.-Teile
• b) Polymerisat 5-25 Gew.-Teile
• c) Katalysator 5-15 Gew.-Teile

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch Stabilisatoren enthalten, die dazu dienen, die Zusammensetzung lagerstabil und homogen zu machen, wenn selbstvernetzende Polymerisate bzw. Copolymerisate darin enthalten sind. Geeeignete Stabilisatoren sind beispielsweise Polyole der obigen Formeln (I) und (II) sowie Polyglykole der Formel

HO(CH₂-CH₂-O-) _k -CH₂-CH₂-OH,

wobei
k für 100 bis 6000 steht.

Bevorzugt sind die Polyole der Formel (II) sowie die erwähnten Polyglykole. Der Stabilisator ist im allgemeinen in Anteilen von1 bis 10 Gew.-Teilen in der Zusammensetzung vorhanden.

Weiter kann das erfindungsgemäße Mittel ein Hydrophobisierungsmittel enthalten, um das Textilgut hydrophob auszurüsten. Das Hydrophobisierungsmittel wird vorzugsweise zu dem ersten Teil des erfindungsgemäßen Mittels gegeben.

Als Hydrophobisierungsmittel kommen die auf dem hier in Rede stehenden Gebiet üblichen Mittel zur Anwendung, beispielsweise kann es sich um Paraffine in Form einer Emulsion, insbesondere Metallsalze höherer Fettsäuren, wie Aluminium- oder Zirkoniumstearate oder um Aminoplaste handeln. Das Hydrophobisierungsmittel ist im allgemeinen in Anteilen von 1 bis 15 Gew.-Teilen in der Zusammensetzung enthalten.

Die erfindungsgemäßen Mittel können auch übliche Zusätze enthalten, z. B. Tenside oder andere Zusätze, die in der Flotte verwendet werden.

Mit den erfindungsgemäßen Mitteln ist eine formaldehydfreie Ausrüstung von (insbesondere cellulosehaltigem) Textilgut möglich. Es hat sich gezeigt, daß die Scheuerfestigkeit, Trocken- und Naßreibechtheit, Waschkrumpf und Selbstglättungsverhalten gegenüber der nicht behandelten Ware deutlich verbessert wird.

Die Vernetzerkomponente a) der erfindungsgemäßen Mittel besitzt eine höhere Reaktivität gegenüber der Cellulosefaser als die bisher bekannten formaldehydfreien Vernetzer, wie N,N′-Dimethyldihydroxyethylenharnstoff, und eine mit den Dimethylolharnstoffverbindungen vergleichbare Reaktivität. Dadurch werden auch vergleichbare Effekte in bezug auf die Trocken- und Naßknittererholung, Zug- und Weiterreißfestigkeit wie bei der konventionellen Pflegeleichtausrüstung erreicht.

Darüber hinaus ist die Vergilbungstendenz bei Anwendung der erfindungsgemäßen Mittel deutlich reduziert.

Weiter läßt sich durch die Anwesenheit eines Stabilisators die erfindungsgemäße Vernetzerkomponente a) auch zusammen mit selbstvernetzenden Polymerisaten zur Anwendung bringen, ohne daß eine Instabilität und Inhomogenität des Mittels bzw. der Flotte, in der das Mittel gelöst ist, zu befürchten ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilgut, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Flotte herstellt, indem man die beiden Teile eines erfindungsgemäßen Textilveredelungsmittels, gegebenenfalls zusammen mit üblichen Zusätzen, in Wasser löst, das Textilgut mit der Flotte imprägniert, trocknet und zur Kondensation einer Hitzebehandlung unterzieht.

Im allgemeinen sind die erfindungsgemäßen Mittel in der Flotte in einer Menge von etwa 0,2 bis 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flotte, vorhanden. Der pH-Wert der Flotte beträgt im allgemeinen 2,0 bis 6,0, insbesondere 2,5-4,0.

Die Flotte kann weitere für die Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilgut übliche Zusätze enthalten, wie Weichmachungsmittel, Tenside, Antistatika, zusätzliche Hydrophobisierungsmittel, Schiebefestmittel und dgl.

Das Imprägnieren des Textilgutes erfolgt dann in üblicher Weise, beispielsweise durch Foulardisieren und Abquetschen des Textilgutes auf eine Flottenaufnahme von etwa 60 bis 100%.

Anschließend erfolgt eine Trocknung und ein Kondensationsschritt, bei dem die Vernetzung der Textilfasern bzw. der Polymerisate erfolgt. Die Trocknung erfolgt zweckmäßig 0,5 bis 3 Minuten bei 110 bis 130°C. Die Kondensation führt man im allgemeinen einige Minuten bei 150 bis 180°C durch. Kondensation und Trocknung können auch in einer Stufe erfolgen, beispielsweise durch eine Schockkondensation (STK-Verfahren) bei etwa 130 bis 180°C (1 bis 5 Minuten).

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiele

In den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 ist die Zusammensetzung der zur Anwendung kommenden Mittel sowie der Flotte angegeben. Die Flotte wurde hergestellt, indem die beiden Teile des erfindungsgemäßen Mittels und gegebenenfalls der Stabilisator in die Flotte gegeben wurden.

Die auszurüstende Ware wurde in der Flotte foulardiert, auf 80% Flottenaufnahme abgequetscht und bei der angegebenen Temperatur schockkondensiert.

Die Eigenschaften der auf diese Weise ausgerüsteten Gewebe wurden anschließend bestimmt. Hierzu wurden die Gewebe 24 Stunden bei Normklima (20°C/65% relative Luftfeuchtigkeit) gelagert und anschließend den jeweiligen Tests unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Tabelle 2: Anwendungstechnische Daten

Tabelle 3: Erzielte Effekte

Claims (12)

1. Textilveredelungsmittel auf wäßriger Basis zur Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilgut, dadurch gekennzeichnet, daß es

• a) wenigstens einen Dialdehyd der Formel: OHC-(CH₂) _n -CHOworin
  n für 0 bis 10 steht, oder wenigstens ein Reaktionsprodukt aus einem Dialdehyd obiger Formel mit einem linearen aliphatischen Polyol der Formel (I):R₁-CH(OH)-(CH₂) _m -CH(OH)-R₂ (I)worin
  R₁ und R₂, die gleich oder verschieden sein können, für ein Wasserstoffatom oder eine Methyl-, Ethyl-, n-Propyl- oder Isopropylgruppe stehen und m für 0 bis 4 steht, oder
  mit einem verzweigten aliphatischen Polyol der Formel (II): worin
  R₂ für OH, (CH₂) _y -CH₃, (CH₂) _z -CH₂OH, NO₂ steht;
  R₄ für H, (CH₂) _y -CH₃, (CH₂) _z -CH₂OH steht;
  x für 0 bis 2 steht;
  y für 0 bis 5 steht und
  z für 0 bis 2 steht,
  oder eine Mischung von Dialdehyd und Reaktionsprodukt,
• b) ein Polymerisat mit einem Glasübergangspunkt von -40°C bis +10°C, das ausgewählt ist unter entsprechenden Polyacrylaten, Polyurethanen, Polyamiden, Polyaminoamiden, Polyvinylacetaten und Polysiloxanen und Copolymerisaten davon, und
• c) wenigstens ein saures Metallsalz als Katalysator enthält.

2. Textilveredelungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dialdehyd 1,2-Ethandial oder 1,5-Pentandial ist.

3. Textilveredelungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyol ausgewählt ist unter Glykol, Propylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, Glycerin, Pentaerythrit, Neopentylglykol und 2-Ethyl-2-nitro-1,3- propandiol und Mischungen davon.

4. Textilveredelungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Polymerisat ein selbstvernetzendes Polyacrylat oder ein Copolymerisat davon ist.

5. Textilveredelungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der saure Katalysator Magnesiumchlorid, Aluminiumchlorid oder eine Mischung davon ist.

6. Textilveredelungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich einen Stabilisator enthält, der ausgewählt ist unter wenigstens einem Polyol der Formel (I) oder (II) und einem Polyglykol der Formel HO-(CH₂CH₂O-) _k -CH₂CH₂OH,wobei k für 100 bis 6000 steht.

7. Textilveredelungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 bis 40 Gew.-Teile Vernetzungsmittel, 5 bis 25 Gew.-Teile Polymerisat, 5 bis 15 Gew.-Teile Katalysator und gegebenenfalls 1 bis 10 Gew.-Teile Stabilisator enthält.

8. Textilveredelungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich ein Mittel zur Hydrophobausrüstung der Textilfasern enthält.

9. Textilveredelungsmittel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es in zwei Teilen vorliegt, wobei der erste Teil die Komponenten a) und b) und der zweite Teil die Komponente c) enthält.

10. Verfahren zur Ausrüstung von cellulosehaltigem Textilfasergut, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Flotte herstellt, in dem man die beiden Teile eines Textilveredelungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gegebenenfalls zusammen mit üblichen Zusätzen, in Wasser löst, das Textilgut mit der Flotte imprägniert, trocknet und zur Kondensation einer Hitzebehandlung unterzieht.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 20 Gew.-% des Textilveredelungsmittels verwendet, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flotte.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem pH-Wert der Flotte von 2,0 bis 6,0 arbeitet.