-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues
Faserbehandlungsmittel.
-
Verschiedene Arten von Organopolysiloxanen und
Zusammensetzungen davon wurden als Faserbehandlungsmittel verwendet, um
faserförmigen Materialien, die zum Beispiel aus natürlichen Fasern
(zum Beispiel Baumwolle, Flachs, Seide, Wolle, Angora und Mohair),
regenerierten Fasern (zum Beispiel Viskose und Bemberg),
halbsynthetischen Fasern (zum Beispiel Acetat) und synthetischen
Fasern (zum Beispiel Polyester, Polyamid, Polyvinylchlorid,
Vinylon, Polyethylen, Polypropylen und Spandex) zusammengesetzt
sind, verschiedene Eigenschaften (Flexibilität, Glätte,
Knitterbeständigkeit, Rückprall) zu vermitteln. Diese
Faserbehandlungsmittel versehen die Gewebe, Baumwolle etc. nicht nur mit
Flexibilität, Knitterbeständigkeit und Rückprall, sie sind auch
ausgezeichnet, um Polyesterstapelfaser einen federartigen Griff zu
verleihen und um Fäden für mechanisches Nähen Gleitfähigkeit zu
verleihen. Große Mengen an aminogruppenhaltigen aminomodifizierten
Organopolysiloxanen werden bei diesen Anwendungen angewendet.
-
Aus EP-A 0 400 613 sind Organopolysiloxanpfropfpolyester
bekannt, die hergestellt werden, indem in Gegenwart einer
wirksamen Menge eines Hydrosilylierungskatalysators ein Polyester, der
mindestens eine Alkenylgruppe und keine ungesättigten endständigen
Gruppen enthält, wobei der Polyester ein zahlenmittleres
Molekulargewicht von etwa 500 bis etwa 5.000 hat, mit einem
Organopolysiloxan mit einer Hydrosilylgruppe umgesetzt wird.
-
Jedoch unterliegen die aminogruppenhaltigen
aminomodifizierten Organopolysiloxane durch Altern oder Wärmebehandlung
einer Vergilbung. Außerdem sind sie zu glitschig und können kein
fast natürliches Gefühl, zum Beispiel einen federartigen Griff,
vermitteln.
-
Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die vorher
erwähnten Probleme zu lösen durch Einführung eines
Faserbehandlungsmittels, das nicht vergilbt, nur wenig Schlüpfrigkeit erzeugt
und ein trockenes Gefühl und eine ausgezeichnete Glätte liefert.
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein
Faserbehandlungsmittel, das einen carboxylhaltigen siliconmodifizierten Polyester
umfaßt, der erhältlich ist, indem ein Allylether, der einen
Polyester enthält, mit einem Polyorganosiloxan umgesetzt werden, wobei
an mindestens einem der Siliciumatome des Polyorganosiloxans ein
Wasserstoffatom gebunden ist und ein Polycarbonsäureanhydrid mit
den Carbinolgruppen in dem mit Polyorganosiloxan gepfropften
Polyester umsetzt.
-
Um das Vorhergehende genauer zu erklären, enthält das
Faserbehandlungsmittel der vorliegenden Erfindung als
Hauptkomponente einen siliconmodifizierten Polyester, bei dem ein
Organopolysiloxan auf den Polyester gepfropft ist (im folgenden als mit
Polyorganosiloxan gepfropftes Polyesterharz bezeichnet). Der
Polyesterharzbestandteil dieses mit Polyorganosiloxan gepfropften
Polyesters kann ein aliphatischer oder aromatischer Polyester sein
und er kann eine geradkettige oder verzweigte Molekülstruktur
haben. Jedoch sind geradkettige Polyester mit einem
durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 5.000 allgemein bevorzugt.
-
Das pfropfende Polyorganosiloxan hat bevorzugt eine
geradkettige Struktur. Der Polymerisationsgrad für das
Pfropfpolyorganosiloxan ist nicht besonders beschränkt, solange er
mindestens 2 ist. Jedoch werden allgemein Polymerisationsgrade unter
2.000 angewendet, wegen der mit sehr hohen Polymerisationsgraden
verbundenen Bezugsproblemen und wegen der schlechten
Additionsreaktivität des Ausgangspolysiloxans bei hohen
Polymerisationsgraden. Durchschnittliche Polymerisationsgrade von 3 bis 100 sind
bevorzugt wegen der modifizierenden Wirkung. Das Siloxan, daß das
pfropfende Polyorganosiloxan bildet, ist beispielsweise ein
Dimethylsiloxan, Methylalkylsiloxan (C&sub2;- bis C&sub1;&sub0;-Alkylreste),
Methylphenylsiloxan, Methylsiloxan, Trimethylsiloxan und
Dimethylbutylsiloxan.
-
Der mit Polyorganosiloxan gepfropfte Polyester kann zum
Beispiel mit den folgenden Methoden hergestellt werden:
-
(i) einer Kondensationsreaktion eines Polyorganosiloxan mit 2
Carbinolgruppen an einem Molekülkettenende mit einer
Polycarbonsäure oder einem Chlorid davon; (ii) einer Kondensationsreaktion
eines Polyorganosiloxans mit 2 Carboxylgruppen an einem Ende mit
einem mehrwertigen Alkohol (iii) und mit einer
Kondensationsreaktion eines carbinolhaltigen Polyesterharzes mit einem
Polyorganosiloxan mit Hydroxylgruppen, siliciumgebundenen Wasserstoffatomen
oder einer hydrolisierbaren Gruppe (zum Beispiel einer
Alkoxygruppe) an einem Ende. Die vorliegenden Erfinder haben ein viertes
präparatives Verfahren in diesem Bereich vorgeschlagen (japanische
Patentveröffentlichung Nummer 03 00 221 [2221/91 und die
entsprechende
EP-A 0 400 613]). Bei dem Verfahren wird zuerst der
Polyester, der aliphatisch ungesättigte Bindungen enthält,
synthetisiert und dieser ungesättigte Polyester wird in einer
Additionsreaktion in Gegenwart einer Platinverbindung als Katalysator
mit einem Polyorganosiloxan das SiH an einem Molekülkettenende
trägt, umgesetzt. Von den vorhergehenden Methoden ist die letztere
vierte Methode bevorzugt, da der Polyester zuerst synthetisiert
wird und das Polyorganosiloxan anschließend in die
Polyesterseitenketten unter milderen Bedingungen eingeführt wird.
-
Die Polycarbonsäure, die als Ausgangsmaterial für den
Polyester angewendet werden kann, ist beispielsweise eine
Adipinsäure, Phtalsäureanhydrid, Isophthalsäure und Terephthalsäure Der
mehrwertige Alkohol als Ausgangsmaterial ist beispielsweise
Ethylenglycol, Neopentylglycol, Trimethylolpropan,
Trimethylolethan, Trimethylolpropan, Monoallylether,
Trimethylolethanmonoallylether, Glycerin, Glycerinmonoallylether, Pentaerythrit,
Pentaerythritmonoallylether und Pentaerythritdiallylether.
-
Die siliciumgebundenen organischen Gruppen in den vorher
erwähnten Polyorganosiloxanen mit funktionellen Gruppen an einem
Ende sind beispielsweise Alkylgruppen, wie Methyl-, Ethyl- und
Propylgruppen; substituierte Alkylgruppen, wie
3,3,3-Trifluorpropylgruppen, und Arylgruppen, wie Phenylgruppen. Die Methylgruppe
ist bevorzugt wegen der entsprechenden geringen Kosten für das
Ausgangsmaterial und der mit ihnen verbundenen Leistung. Diese
Polyorganosiloxane mit einer funktionellen Gruppe an einem Ende
werden beispielhaft genauer ausgeführt wie folgt:
-
Erfindungsgemäß umfaßt der siliconmodifizierte Polyester einen
carboxylhaltigen siliconmodifizierten Polyester. Im Hinblick auf
die mit Polyorganosiloxan gepfropften Polyester, deren Herstellung
vorher beschrieben wurde, können die carboxylhaltigen
siliconmodifizierten Polyester hergestellt werden, indem der carbinolhaltige
Polyester mit einem Polycarbonsäureanhydrid umgesetzt wird. In
anderen Worten wird unter Verwendung der oben beschriebenen
präparativen Methoden für den mit Polyorganosiloxan gepfropften
Polyester ein mit Polyorganosiloxan gepfropfter Polyester hergestellt,
der restliche Carbinolgruppen enthält. Die Carboxylgruppe wird
dann leicht eingeführt durch Reaktion der restlichen
Carbinolgruppen mit einem Polycarbonsäureanhydrid wie folgt:
-
Das Polycarbonsäureanhydrid ist beispielsweise
Bernsteinsäureanhydrid, Citraconsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid,
Dodecenylbernsteinsäureanhydrid, Maleinsäureanhydrid,
Hexahydrophthalsäureanhydrid,
Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid,
Phthalsäureanhydrid, Trimellitanhydrid, Pyromellitanhydrid,
Methylnadinsäureanhydrid, und
3,3',4,4'-Benzophenontetracarbonsäureanhydrid.
-
Der carboxylhaltige siliconmodifizierte Polyester kann
hergestellt werden durch Reaktion des Polycarbonsäureanhydrids mit
den Carbinolgruppen in dem mit Polyorganosiloxan gepfropften
Polyester. Diese Reaktion kann unter Verwendung relativ milder
Bedingungen bei 50 bis 200ºC 10 bis 60 Minuten lang durchgeführt
werden. Weiterhin kann ein tertiäres Amin gegebenenfalls als die
Reaktion beschleunigender Katalysator verwendet werden, zum
Beispiel Triethanolamin, Tetramethylbutandiamin,
Tetramethylpentandiamin, Triethylendiamin, Dimethylanilin und Dimethylbenzylamin. Der
so hergestellte carboxylhaltige siliconmodifizierte Polyester kann
direkt als Faserbehandlungsmittel verwendet werden.
-
Um die Dispergierbarkeit in Wasser zu verbessern, kann
ein Salz gebildet werden, mit den vorher erwähnten Carboxylgruppen
und irgendeiner Base, zum Beispiel einem Amin. Die Verwendung
eines Aminoalkylalkoxysilans als Aminverbindung ist wünschenswert,
da es damit möglich wird, nach der Faserbehandlung eine vernetzte
Struktur zu erhalten, durch die Hydrolyse und
Kondensationsreaktionen der endständigen Alkoxygruppen. Beispiele für das
Aminoalkylalkoxysilan sind Verbindungen mit den folgenden
chemischen Strukturen:
-
Das erfindungsgemäße Faserbehandlungsmittel kann auf
faserförmiges Material aufgetragen werden nach einer Emulgierung
unter Verwendung eines Emulgators oder nach Auflösung in einem
organischen Lösungsmittel, wie Toluol, Xylol, Benzol, n-Hexan,
Heptan, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon,
Ethylacetat, Butylacetat, Mineralterpen, Perchlorethylen,
Trichlorethylen und Tetrahydrofuran.
-
Der Emulgator ist bevorzugt ein nicht ionisches oder
anionisches Tensid oder eine Kombination davon. Beispiele für das
nicht ionische Tensid sind Polyoxyalkylenalkylether,
Polyoxyalkylenalkylphenolether, Polyoxyalkylenalkylester,
Polyoxyalkylensorbitanalkylester, Polyethylenglycole, Polypropylenglycole und
Diethylenglycol. Beispiele für das anionische Tensid sind Salze
der Sulfatester von höheren Alkoholen, Alkylbenzolsulfonate, die
Salze der Sulfatester von Polyoxyethylenalkylphenolethern und die
Natriumsalze von höheren Fettsäuren.
-
Um das erfindungsgemäße Faserbehandlungsmittel zu
emulgieren, wird zuerst eine geringe Menge Wasser und des oben
beschriebenen Tensids zu dem carboxylhaltigen mit Polyorganosiloxan
gepfropften Polyester unter Vermischen bis zur Homogenität
zugegeben und in einem Homogenisator, einer Colloidmühle, einem
Durchflußmischer, einem Propellermischer oder einem
Vakuumemulgator emulgiert.
-
Bezüglich des Verfahrens zur Behandlung von
faserförmigem Material mit dem Faserbehandlungsmittel der vorliegenden
Erfindung wird das Mittel durch Sprühen, Walzen,
Bürstenbeschichtung und Eintauchen aufgetragen. Das faserförmige Material wird
dann weiterverarbeitet, indem es bei Umgebungstemperatur
stehengelassen wird, erwärmt wird oder einem heißen Gebläse ausgesetzt
wird. Der Zusatz variiert mit der Art an faserförmigem Material,
das behandelt wird, und sollte im allgemeinen in einem Bereich von
0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent und bevorzugt in einem Bereich von
0,05 bis 2 Gewichtsprozent liegen, in jedem Fall als
Polyorganosiloxananteil im Hinblick auf das faserförmige Material.
-
Beispiele für das faserförmige Material sind natürliche
Fasern, wie Wolle, Seide, Flachs, Baumwolle, Angora, Mohair und
Asbest; regenerierte Fasern, wie Viskose und Bemberg;
halbsynthetische Fasern, wie Acetat; synthetische Fasern, wie
Polyester, Polyamid, Polyacrylnitril, Polyvinylchlorid, Vinylon,
Polyethylen, Polypropylen und Spandex, und anorganische Fasern,
wie Glasfasern, Kohlenstoffasern und Siliciumcarbidfasern.
Beispiele für die Form sind Stapelfasern, Fäden, Spinnkabel und Garn,
während Beispiele für die Anordnung Gewirke, Gewebe und Nonwovens
sind.
-
Das erfindungsgemäße Faserbehandlungsmittel kann
gegebenenfalls mit einem Epoxysilan, einem Verdickungsmittel, einem
Farbstoff, einem Konservierungsmittel, einem antimikrobiellen
Mittel, einem Korrosionsinhibitor oder einem Katalysator für die
Kondensationsreaktion (Organozinnverbindung oder
Organozinkverbindung) angewendet werden.
-
Die vorliegende Erfindung wird unten genauer durch
erläuternde und Referenzbeispiele erklärt, die jedoch nicht so
ausgelegt werden sollten, daß sie die vorliegende Erfindung
begrenzen. In den erläuternden und Referenzbeispielen beziehen sich
Teile auf Gewichtsteile und Prozent bezieht sich auf
Gewichtsprozent.
REFERENZBEISPIEL 1
-
Die Faserbehandlungsmittel A1 und A2 wurden wie folgt
hergestellt. In Stufe (1) erfolgte die Synthese des
allyletherhaltigen Polyesters wie folgt. 116,8 Teile Adipinsäure, 72,8 Teile
Trimethylolpropanmonoallylether, 72,8 Teile Neopentylglycol und 35
Teile Xylol wurden in einen Vierhalskolben gegeben, der mit einem
Stickstoffeinlaß, einem Rührer, einem Thermometer und einem
Rückflußkühler, der mit einem Destillationsröhrchen versehen war,
ausgestattet war und die Temperatur wurde stufenweise auf 220ºC
erhöht. Die Reaktion wurde ungefähr 8 Stunden lang bei dieser
Temperatur fortgesetzt und die Probenentnahme wurde begonnen. Das
Erwärmen wurde unterbrochen, als der Säurewert des
Reaktionsprodukts 3,0 erreichte. Die niedrigsiedenden Bestandteile wurden
anschließend in Vakuum abdestilliert, was den allyletherhaltigen
Polyester lieferte. Das allyletherhaltige Polyesterprodukt hat
einen Carbinolgehalt von 1,19 %.
-
In Stufe (2) erfolgte die Synthese des mit
Polyorganosiloxan gepfropften Polyesters wie folgt. Die folgenden
Bestandteile wurden in einen 3.000 ml Dreihalskolben eingeleitet, der mit
einem Rührer, einem Rückflußkühler und einem Thermometer
ausgestattet war, und bis zur Homogenität gelöst: 100 Teile des
Polyesters von Stufe (1); 1.280 Teile Tetrahydrofuran und 220 Teile
eines Polydimethylsiloxans mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 3.676 mit SiH-Funktionen an einem Ende (SiH-Gehalt =
0,0272 %, siehe Strukturformel (14) unten). Nach der Auflösung
wurde die Temperatur stufenweise erhöht, um ein Rückfließen zu
erreichen, zu diesem Zeitpunkt wurde eine 1 %ige Lösung von
Chlorplatinsäure in Tetrahydrofuran in einer Menge zugegeben, die
ausreichend war, um eine Platinkonzentration von 10 Teilen pro
1.000.000 Teile der Reaktionsmischung zu ergeben. Die Reaktion
wurde unter Rückfließen durchgeführt, wobei periodisch Proben von
der Reaktionsmischung auf eine Glasplatte abgezogen wurden. Das
Lösungsmittel wurde verdampft und die Reaktion wurde gestoppt, als
beobachtet wurde, daß das Reaktionsprodukt transparent war. Die
anschließende Entfernung des Lösungsmittels durch Destillation
lieferte einen mit Polydimethylsiloxan gepfropften Polyester
(Carbinolgehalt = 0,33 %) in Form einer Paste.
-
In Stufe (3) erfolgte die Synthese des carboxylhaltigen
mit Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesters und des Aminsalzes
wie folgt. 28,4 Teile des mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyesters von Stufe (2) und 1,06 Teile Trimellitsäureanhydrid
wurden in einen 100 ml Dreihalskolben gebracht, der mit einem
Rührer, einem Thermometer und einem Rückflußkühler ausgestattet
war. Die Temperatur wurde stufenweise auf 160ºC erhöht und eine
Reaktion wurde ungefähr 40 Minuten lang bei 160 bis 170ºC
durchgeführt. Dann wurden 29,46 Teile Tetrahydrofuran zugegeben, was
eine 50 %ige Lösung des mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyesters
lieferte. Der so erhaltene carboxylhaltige mit
Polydimethylsiloxan gepfropfte Polyester hatte einen Säurewert von 64,4.
Diese Lösung des carboxylhaltigen mit Polydimethylsiloxan
gepfropften Polyesters (50 % wirksame Fraktion) wurde als
Faserbehandlungsmittel A1 bezeichnet. Das Faserbehandlungsmittel A2 wurde
hergestellt durch Zugabe von 5,45 Teilen einer 50 prozentigen
Tetrahydrofuranlösung von Aminopropyltriethoxysilan zu der
vorhergehenden Lösung, was das Aminsalz ergab, und durch weiteres
Verdünnen der so erhaltenen Lösung mit Tetrahydrofuran auf eine
10 %ige wirksame Fraktion.
REFERENZBEISPIEL 2
-
Die Faserbehandlungsmittel B1 und B2 wurden wie folgt
hergestellt. In Stufe (1) erfolgte die Synthese des
allyletherhaltigen Polyesters wie folgt. 290,4 Teile Isophthalsäure, 58,7
Teile Glycerinmonoallylether, 174,7 Teile Neopentylglycol und 35
Teile Xylol wurden in einen Vierhalskolben gebracht, der mit einem
Stickstoffeinlaß, einem Rührer, einem Thermometer und einem
Rückflußkühler, der mit einem Destillationsröhrchen versehen war,
ausgestattet war. Die Temperatur wurde stufenweise auf 220ºC
erhöht und die Reaktion wurde bei dieser Temperatur fortgesetzt.
Das Erwärmen wurde unterbrochen, als der Säurewert einer Probe des
Reaktionsproduktes 5,0 erreichte, und die niedrig siedenden
Bestandteile wurden dann in Vakuum abdestilliert. Das Produkt wurde
aus dem Kolben vor einer vollständigen Verfestigung abgezogen. Das
allyletherhaltige Polyesterprodukt hatte einen Carbinolgehalt von
1,60 %.
-
In Stufe (2) erfolgte die Synthese des mit
Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesters wie folgt. Die folgenden
Bestandteile wurden in einen 1-Liter-Dreihalskolben eingeleitet, der mit
einem Rührer, einem Rückflußkühler und einem Thermometer
ausgestattet, und bis zur Homogenität gelöst: 100 Teile des
allyletherhaltigen Polyesters von Stufe (1); 500 Teile Tetrahydrofuran und
100 Teile eines Polydimethylsiloxans mit einem durchschnittlichen
Molekulargewicht von 1.821 mit SiH-Funktionen an einem Ende (SiH-
Gehalt = 0,0549 %, siehe Strukturformel (14) oben). Nach der
Auflösung wurde die Temperatur stufenweise erhöht, um ein
Rückfließen zu erreichen, zu diesem Zeitpunkt wurde eine 1 %ige Lösung
von Chlorplatinsäure in Tetrahydrofuran in einer Menge zugegeben,
die ausreichend war, um eine Platinkonzentration von 10 Teilen pro
1.000.000 Teile Reaktionsmischung zu liefern. Die Reaktion wurde
unter Rückfluß durchgeführt, wobei periodisch Proben der
Reaktionsmischung auf eine Glasplatte abgezogen wurden-. Das
Lösungsmittel wurde verdampft und die Reaktion wurde gestoppt, als
beobachtet wurde, daß das entstehende Reaktionsprodukt transparent
war. Die anschließende Entfernung des Lösungsmittels durch
Destillation lieferte einen mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyester (Carbinolgehalt = 0,8 %), der bei Raumtemperatur fest war.
-
In Stufe (3) erfolgte die Synthese des carboxylhaltigen
mit Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesters und des Aminsalzes
wie folgt. 22,1 Teile des mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyesters von Stufe (2) und 2,0 Teile Trimellitsäureanhydrid
wurden in einen 200 ml Dreihalskolben gegeben, der mit einem
Rührer, einem Thermometer und einem Rückflußkühler ausgestattet
war. Die Temperatur wurde stufenweise auf 170ºC erhöht und eine
Reaktion wurde ungefähr 40 Minuten lang bei 170 bis 190ºC
durchgeführt. Dann wurden 24,1 Teile Tetrahydrofuran zugegeben, was
eine 50 %ige Lösung des Reaktionsproduktes lieferte. Der so
erhaltene carboxylhaltige mit Polyorganosiloxan gepfropfte Polyester
hatte einen Säurewert von 23,5. Dieser Lösung des carboxylhaltigen
mit Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesters (50 % wirksame
Fraktion) wurde als Faserbehandlungsmittel B1 bezeichnet. Das
Faserbehandlungsmittel B2 wurde hergestellt durch Zugabe von 8,64
Teilen einer 50 %igen Tetrahydrofuranlösung von
Aminopropyltriethoxysilan zu der vorhergehenden Lösung, was das Aminsalz
lieferte und durch weiteres Verdünnen der so erhaltenen Lösung mit
Tetrahydrofuran auf eine 10 %ige wirksame Fraktion.
REFERENZBEISPIEL 3
-
Die Faserbehandlungsmittel C1 und C2 wurden wie folgt
hergestellt. In Stufe (1) erfolgte die Synthese des mit
Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesters wie folgt. Die folgenden
Bestandteile wurden in einen 1 l Dreihalskolben eingeleitet, der
mit einem Rührer, einem Rückflußkühler und einem Thermometer
ausgestattet war, und bis zur Homogenität gelöst: 40 Teile des
allyletherhaltigen Polyesters von Stufe (1) in Referenzbeispiel 2;
800 Teile Tetrahydrofuran und 160 Teile eines Polydimethylsiloxans
mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 6.250 mit SiH-
Funktionen an einem Ende (SiH-Gehalt = 0.016 %, siehe
Strukturformel (14) oben). Nach der Auflösung wurde die Temperatur
stufenweise erhöht, um ein Rückfließen zu erreichen und an diesem Punkt
wurde eine 1 %ige Lösung von Chlorplatinsäure in Tetrahydrofuran
in einer Menge zugegeben, die ausreichte, um eine
Platinkonzentration von 10 Teilen pro 1.000.000 Teile Reaktionsmischung zu
erreichen. Die Reaktion wurde am Rückfluß durchgeführt, während
periodisch Proben der Reaktionsmischung auf eine Glasplatte
abgezogen wurden. Das Lösungsmittel wurde verdampft und die Reaktion
gestoppt, als beobachtet wurde, daß das Reaktionsprodukt
transparent war. Die anschließende Entfernung des Lösungsmittels durch
Destillation lieferte einen mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyester (Carbinolgehalt = 0,32 %), der bei Raumtemperatur fest
war.
-
In Stufe (2) erfolgte die Synthese des carboxylhaltigen
mit Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesters und des Aminsalzes
wie folgt. 50 Teile des mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyesters von Stufe (1) und 1,8 Teile Trimellitsäureanhydrid wurden
in einen 300 ml Dreihalskolben gegeben, der mit einem Rührer,
einem Thermometer und einem Rückflußkühler ausgestattet war. Die
Temperatur wurde stufenweise auf 200ºC erhöht und eine Reaktion
wurde ungefähr 40 Minuten lang bei dieser Temperatur durchgeführt.
Dann wurden 51,8 Teile Tetrahydrofuran zugegeben, was eine 50 %ige
Lösung ergab. Das erhaltene carboxylhaltige mit Polyorganosiloxan
gepfropfte Polyesterharz hatte einen Säurewert von 20. Diese
Lösung des carboxylhaltigen mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyesters (50 % wirksame Fraktion) wurde als
Faserbehandlungsmittel C1 bezeichnet. Das Faserbehandlungsmittel C2 wurde
hergestellt durch Zugabe von 8,28 Teilen einer 50 %igen
Tetrahydrofuranlösung von Aminopropyltriethoxysilan zu der vorhergehenden
Lösung, was das Aminsalz ergab, und durch weiteres Verdünnen der
so erhaltenen Lösung mit Tetrahydrofuran auf eine 10 %ige wirksame
Fraktion.
BEISPIEL 1
-
Behandlungsbäder A1-1, B1-1 und C1-1 wurden hergestellt,
indem jeweils 10 Teile der Faserbehandlungsmittel A1, B1 und C1
(hergestellt in den Referenzbeispielen 1, 2 und 3) in 990 Teilen
Toluol gelöst wurden. Die Testprobe war ein Gestrick aus 100 %
Baumwolle (optisch aufgehellt, 50 cm x 50 cm). Sie wurde 10
Sekunden in das Behandlungsmittel eingetaucht, entnommen, ausgewrungen,
auf ein Ausdrückverhältnis von 100 % unter Verwendung einer
Quetschwalze, bei Raumtemperatur ausgebreitet und getrocknet. Das
Gestrick nahm 0,5 Gewichtsprozent des Behandlungsbades auf. Die
Testprobe wurde anschließend 3 Minuten in einem Heißlufttrockner
bei 130ºC wärmebehandelt und daraus entnommen. Das Gestrick wurde
dann in der Mitte in zwei Hälften geschnitten und der Griff des
einen Stückes wurde durch Tasten ausgewertet. Vier Gewebeproben
mit 10 cm x 10 cm wurden aus dem anderen Stück herausgeschnitten,
5 Minuten in einem Ofen auf 180ºC erwärmt und entfernt. Diese vier
Stücke wurden aufeinandergestapelt und der Vergilbungsgrad DYI
wurde berechnet unter Verwendung eines SM-Farbcomputers von Suga
Test Instruments Company, Limited. Die Normfarbwerte X, Y und Z
wurden gemessen und DYI wurde dann unter Verwendung der folgenden
Gleichungen berechnet.
Gleichungen zur Berechnung des Vergilbungsgrades:
-
YI = 100 (1,28 X - 1,06 Z)/Y
-
ΔYI = YI&sub2; - YI&sub1;
-
worin YI&sub1; = Vergilbungsindex des Leerwerts
-
YI&sub2;= Vergilbungsindex der Probe
-
Zum Vergleich wurden die Faserbehandlungsmittel D
beziehungsweise E (wirksame Komponente = 50 %) hergestellt durch
Zugabe von 50 Teilen Tetrahydrofuran zu den Verbindungen D und E
mit den chemischen Strukturformeln (15) und (16), die unten
angegeben sind. Diese Faserbehandlungsmittel wurden mit Toluol wie
oben verdünnt und die erhaltenen Behandlungsbäder wurden wie oben
ausgewertet.
-
Die Ergebnisse der Auswertungen sind in Tabelle 1
angegeben. Die Ergebnisse zeigen, daß jedes der erfindungsgemäßen
Faserbehandlungsmittel ein trockenes Gefühl lieferte mit einem
geringen Gefühl der Schlüpfrigkeit und einen verschwindend
geringen Vergilbungsgrad hatte. Das unbehandelte Gewebe hatte einen
rauhen Griff und eine schlechte Dehnungserholung und verknitterte
leicht.
(Viskosität dieser Verbindung bei 25ºC = 1.150 Centistoke)
(Viskosität dieser Verbindung bei 25ºC = 85 mm²/s (Centistoke))
TABELLE 1
Ergebnisse der Auswertung I
Behandlungsbad
Griff
Vergilbungsgrad
vorliegende
Erfindung
Vergleichsbeispiele
ausgezeichneter Griff, fühlt sich trocken
an ohne jedes glitschige Gefühl,
widersteht dem Verknittern; auch geeignet als
Unterwäsche; gute Dehnungserholung
weicher Griff, aber zu glitschig; gute
Dehnungserholung
unbefriedigender Griff, leichtes Gefühl
der Glitschigkeit; unbefriedigend als
Unterwäsche; leicht verknittert
BEISPIEL 2
-
Behandlungsbäder A2-2 beziehungsweise C2-2 wurden
hergestellt, indem 25 Teile jedes Faserbehandlungsmittels A2 und C2
(aus den Referenzbeispielen 1 und 3) in 475 Teilen Toluol gelöst
wurde. 50 Teile Polyesterstapelfaser zur Anwendung als
Steppdekkenfüllung wurde 10 Sekunden in das jeweilige Behandlungsbad
eingetaucht und das Behandlungsbad (A2-2 oder C2-2) wurde dann
eingestellt unter Verwendung eines Zentrifugalbadseparators auf
eine 0,5 %ige Aufnahme bezogen auf die Polyesterstapelfaser. Nach
Entfernung des Lösungsmittels bei Raumtemperatur wurde die
Wärmebehandlung 5 Minuten bei 130ºC durchgeführt.
-
Der Haftreibungskoeffizient und der dynamische
Reibungskoeffizient wurden jeweils durch Faser/Faserverkreuzung gemessen.
Anschließend wurde die behandelte Polyesterstapelfaser unter
Verwendung eines Verteilers ausgebreitet und der federartige Griff
wurde durch Tasten verglichen. In den Vergleichsbeispielen wurde
Polyesterstapelfaser mit dem Faserbehandlungsbad E von Beispiel 1
und mit dem Faserbehandlungsbad F, das wie folgt hergestellt
wurde, behandelt. Die gleichen Auswertungen wie oben wurden in
diesem Fall auch durchgeführt. Das Faserbehandlungsbad F wurde
hergestellt, indem die folgenden Bestandteile bis zur Homogenität
in 498 Teilen Toluol gelöst wurden: 2,5 Teile aminomodifiziertes
Öl mit der durchschnittlichen chemischen Strukturformel (17), die
unten angegeben ist, 0,063 Teile
beta-Aminoethylaminopropylmethyldimethoxysilan und 0,063 Teile Glycidoxypropyltrimethoxysilan.
-
Die Ergebnisse dieser Auswertungen sind in Tabelle 2
angegeben. Diese Ergebnisse zeigen, daß die Polyesterstapelfaser
für die Steppdeckenfüllung, die mit Behandlungsbad A2-2 oder C2-2
behandelt worden war, sehr kleine Haft- und dynamische
Reibungskoeffizienten, einen ausgezeichneten Griff, kein glitschiges
Gefühl und einen leichten Griff mit federartigem Gefühl hatte.
worin
(Viskosität dieser Verbindung bei 25ºC = 30 mm²/s (Centistoke))
TABELLE 2
Ergebnisse der Auswertung II
Behandlungsbad
Haftreibungskoeffizient
dynamischer
Reibungskoeffizient
Griff
vorliegende
Erfindung
Vergleichsbeispiele
keines
leicht und federartig, sehr
glatt; hohe
Kompressionserholung, weiches Gefühl; sehr
geeignet als Bettdeckenfüllung
es wurden keine Wirkungen der
Behandlung beobachtet
mäßig guter Griff, sehr
glitschig,
schlechter Griff,
unbefriedigend als Bettdeckenfüllung
BEISPIEL 3
-
Die folgenden Behandlungsbäder wurden in diesem Beispiel
verwendet: (i) die Behandlungsbäder A2-2 und C2-2 (0,5 % wirksame
Fraktion), wie in Beispiel 2 hergestellt, (ii) Behandlungsbad B2-2
(0,5 % wirksame Fraktion), das durch Verdünnung des
Faserbehandlungsmittels B2 aus Referenzbeispiel 2 hergestellt wurde und (iii)
Behandlungsbäder D und E. Rehledergewebe, das aus einem aus
Polyesterfäden verarbeiteten Garn hergestellt wurde, wurde in Stücke
mit 50 cm x 50 cm geschnitten, die in das jeweilige Behandlungsbad
eingetaucht wurden und dann auf ein Ausdrückverhältnis von 100 %
unter Verwendung einer Mangelwalze eingestellt wurden. Die Proben
wurden bei Raumtemperatur ausgebreitet und getrocknet und dann
2 Minuten bei 150ºC Wärme behandelt. Die Biegesteifheit (Hinweis
auf Flexibilität) wurde gemessen mit dem Clark-Verfahren und die
Knitterbeständigkeit wurde gemessen mit dem Monsanto-Verfahren (in
jedem Fall nur in Füllrichtung). Der Griff des verbleibenden
Gewebes wurde durch Tasten ausgewertet.
-
Die Ergebnisse dieser Auswertungen sind in Tabelle 3
angegeben. Diese Ergebnisse bestätigten, daß jedes Behandlungsbad
eine ausgezeichnete Knitterbeständigkeit, Flexibilität und einen
trockenen Griff lieferte und sehr geeignet war zur Anwendung als
Behandlungsmittel für Oberbekleidung.
TABELLE 3
Ergebnisse der Auswertung III
Behandlungsbad
Knitterbeständigkeit (%)
Biegesteifheit (mm)
Griff
vorliegende
Erfindung
Vergleichsbeispiele
keines
kein glitschiges Gefühl,
guter Griff und fühlt sich
trocken an; widersteht dem
Knittern, sehr geeignet als
Behandlungsmittel für
Oberbekleidung
wie oben
obwohl knitterbeständig ist
ein glitschiges Gefühl
vorhanden, kein optimales
Behandlungsmittel für
Oberbekleidung
unbefriedigender Griff,
knitterempfindlich,
unbefriedigend als Behandlungsmittel
rauher Griff
BEISPIEL 4
-
Die folgenden Bestandteile wurden zu 300 Teilen der
carboxylhaltigen mit Polydimethylsiloxan gepfropften
Polyesterlösung (Säurewert = 64,4), die in Referenzbeispiel 1 hergestellt
worden war, als Faserbehandlungsmittel A1 zugegeben: 15 Teile
Toluol, 12 Teile Polyoxyethylenlaurylether (Ethylenoxid = 6 Mol),
18 Teile Polyoxyethylenlaurylether (Ethylenoxid = 8 Mol), 5 Teile
Polyoxyethylennonylphenolether (Ethylenoxid = 9,5 Mol) und 800
Teile Wasser. Eine homogene Emulsion wurde dann hergestellt unter
Verwendung eines Rührers und eines Homomischers. Ein
Behandlungsbad G wurde hergestellt durch Zugabe von 1.490 Teilen Wasser zu
10 Teilen dieser Emulsion unter Auflösung/Verteilung bis zur
Homogenität. Gewirkte Unterwische aus einem Mischgarn aus 65
Gewichtsprozent Polyester/35 Gewichtsprozent Baumwolle wurde
20 Sekunden in das Behandlungsbad G eingetaucht, herausgezogen,
ausgewrungen auf ein Ausdrückverhältnis von 100 % unter Verwendung
einer Mangelwalze und bei Raumtemperatur getrocknet. Anschließend
erfolgte eine Wärmebehandlung 5 Minuten in einem Heißlufttrockner
bei 130ºC. Das behandelte Gewebe war sehr glatt und leicht, hatte
eine ausgezeichnete Dehnungserholung und widerstand dem
Verknittern. Dieses Behandlungsmittel war daher auch gut geeignet zur
Anwendung für Gestrick.
BEISPIEL 5
-
Ein Faserbehandlungsmittel H wurde hergestellt mit dem
gleichen Reaktionsverfahren wie in den Referenzbeispielen 1 bis 3.
In diesen Beispielen wurde ein ungesättigtes Polyesterharz mit
einem Carbinolgehalt von 2,88 Gewichtsprozent aus 124.8 Teilen
Neopentylglycol, 79,2 Teilen Glycerinmonoallylether, 80,4 Teilen
Trimethylolpropan und 348,6 Teilen Isophthalsäure synthetisiert.
Eine Additionsreaktion wurde dann unter Verwendung von 10,0 Teilen
dieses Polyesterharzes, 38,0 Teilen des in Referenzbeispiel 3
verwendeten Polydimethylsiloxans (durchschnittliches
Molekulargewicht = 6.250, SiH an einem Ende), 272 Teilen Tetrahydrofuran und
der 1 gewichtsprozentigen Chlorplatinsäurelösung in der
angegebenen Menge durchgeführt, was eine Lösung eines mit
Polydimethylsiloxan gepfropften Polyesterharzes lieferte. Das
Faserbehandlungsmittel H wurde hergestellt durch Verdünnung mit Tetrahydrofuran
auf 0,5 % wirksame Fraktion. Die Polyesterstapelfaser für
Steppdeckenfüllung wurde in dieses Behandlungsbad 10 Sekunden lang
eingetaucht und das Faserbehandlungsbad H wurde eingestellt unter
Verwendung eines Zentrifugalbadseparators auf eine 0,5 %ige
Aufnahme bezogen auf die Polyesterstapelfaser. Die Wärmebehandlung
wurde dann 5 Minuten lang bei 130ºC nach Verdampfen des
Lösungsmittels bei Raumtemperatur durchgeführt.
-
Der Griff der behandelten Polyesterstapelfaser wurde
durch Tasten ausgewertet. Die mit dem Faserbehandlungsmittel H
behandelte Polyesterstapelfaser hatte einen ausgezeichneten Griff,
war frei von Glitschigkeit und hatte einen leichten Griff mit
einem federartigen Gefühl.
-
Das erfindungsgemäße Faserbehandlungsmittel hat eine
Struktur, bei der ein Polyorganosiloxanmolekül als Seitenkette auf
eine Polyesterhauptkette gepfropft ist. Aufgrund dieser Struktur
liefert das erfindungsgemäße Faserbehandlungsmittel nicht nur eine
sehr gute Glätte, sondern gibt auch sehr geringe Werte für die
Haft- und dynamischen Reibungskoeffizienten Faser/Faser, die
tatsächlich über den Fähigkeiten bisher bekannter
Faserbehandlungsmittel auf Organopolysiloxanbasis liegen. Bei der speziellen
Anwendung als Behandlungsmittel, um eine
Polyestersteppdeckenfüllung mit federartiger Qualität zu liefern, vermittelt es die
wünschenswerten Behandlungseffekte einer sehr guten Glätte, fühlt
sich trocken an und vermittelt ein ungewöhnlich gutes Gefühl.