EP0075770B1 - Textilbehandlungsmittel und ihre Verwendung zum Ausrüsten von Textilmaterialien - Google Patents
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- D06M2200/50—Modified hand or grip properties; Softening compositions
Definitions
- acylated alkanolamines, A. which are described, for example, by K. Lindner “Tenside-Textile Aid-Washing Raw Materials •, 2nd Edition, Volume 1, pp. 904 and 993, and by Schwartz-Perry“ Surface Active Agents 1949, Vol. 1, p 173, contain amide and / or ester groups, depending on the alkanolamines used.
- carboxylic acids of natural or synthetic origin are used, for. B. lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, behenic acid, oleic acid or their mixtures, such as those used for B. from coconut oil, palm kernel oil or tallow, or branched chain acids from oxosynthesis, for. B. isostearic acid, or its acid chlorides use.
- Stearic acid and behenic acid are preferably used in the form of their technical qualities.
- Suitable amines containing hydroxyl groups include monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyl-diethanolamine, N- (2-aminoethyl) -ethanolamine, 1-amino-propanol and bis- (2-hydroxy-propyl) -amine.
- N- (2-Aminoethyl) ethanolamine, monoethanolamine and diethanolamine are preferably used.
- Preferred compounds B are reaction products of technical stearic acid or behenic acid with 3-amino-1-dimethylamino-propane or 3-amino-1-diethylamino-propane, which are quaternized with dimethyl sulfate or dimethyl phosphite.
- the quaternization is carried out by conventional methods without a solvent or in a solution medium, whereby in addition to water or ethyl alcohol, the acylated alkanolamines A. can also be used in molten form, provided that they do not contain a tertiary nitrogen atom.
- Suitable quaternizing agents are: methyl chloride, dimethyl sulfate, dimethyl phosphite or ethylene oxide, in which case the reaction is carried out in sulfuric or phosphoric acid solution.
- the substances of the two groups of substances A and B can also be prepared in a one-pot process by reacting mixtures of the amines mentioned for both groups with fatty acids and then quaternizing the proportion of tertiary amino groups.
- carboxylic acid esters C preference is given to using mono- to tetravalent alcohols with 3-20 C atoms, the alkyl chains of which can be interrupted by oxygen.
- Ethylene oxide adducts of fatty acids, fatty alcohols, fatty amines or alkylphenols can optionally be used to improve the solubility.
- the optimal degree of oxyethylation differs from case to case and can be from 3-50 moles of ethylene oxide per mole of starting substance.
- aqueous emulsions of dimethylpolysiloxanes having average molecular weights of 1,000 to 100,000, prepared by emulsion polymerization, can be used.
- compositions according to the invention can also contain other constituents as are customary in textile auxiliaries. These include protective colloids, perfumes, fungicides or bactericides as well as anti-foaming agents.
- the mixtures according to the invention are converted into water-containing preparations.
- the mixtures are heated above the melting point and, with stirring after the appropriate amount of warm water has been added, are stirred homogeneously.
- liquid stable solutions or emulsions are obtained which preferably contain 10-30% by weight of the textile treatment agents according to the invention.
- the mixtures can be applied to the textile material by known methods in the exhaust process (reel runner, nozzle-dyeing unit), by padding or by spraying. It is a particular advantage that the textile treatment agents according to the invention can be applied with nozzle-dyeing units.
- Textile processing processes such as sewing or tufting, place high demands on the textile material with regard to surface smoothness.
- High needle speeds lead to thermal and mechanical stresses on the sewing material, which can lead to thread breaks and stitch breakage damage if the surface is not smooth.
- This disadvantage can be avoided by providing the textile material with a smoothing finish.
- De-A-3003851 describes dispersions of oxidized waxes
- DE-A-2535768 uses dispersions of polysiloxanes and hydrocarbons or fluorine-containing polymers to achieve high surface smoothness. It is also known to use fatty acid esters as lubricants together with paraffin hydrocarbons.
- the agents according to the invention are excellent plasticizers and smoothing agents for textile materials of all kinds.
- Table 1 shows the molar amounts of the components used for the preparation of the acylated alkanolamines A and the acid numbers as they were obtained after the reaction under reduced pressure and elevated temperature. (See table 1 page 4 f ; )
- Table 2 shows the molar ratio in which the individual components for the production of the basic fatty acid amides or fatty acid esters were used, which serve as starting products for the production of the quaternary ammonium salts.
- the last line shows the acid numbers obtained when the components reacted at elevated temperature and pressure.
- Table 3 gives an overview of the production of the quaternary ammonium salts used.
- Part of the material was dried at 80 ° C, steamed twice for 10 seconds at 120 ° C and at 23 ° C u. 65% rel. Conditioned moisture.
- Another part of the finished material was steamed twice at 120 ° C for 10 seconds after drying at 80 ° C, then fixed at 170 ° C for a further 20 seconds and then at 23 ° C and 65% rel. Conditioned moisture.
- the fabric sections were then stretched in a stretching frame under an elongation of 88% and the number of stitch-blasting damage over a seam length of 80 cm was determined in the backlight.
- Table 6 shows the determined test data in comparison to an untreated product. (See table 6 page 6 f.)
Landscapes
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Description
- Gegenstand der Erfindung sind Textilbehandlungsmittel, die
- A. 50-80 Gew.-% acylierte Alkanolamine aus gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 12-22 C-Atomen und Alkanolaminen, die 1 oder 2 Stickstoffatome, 1-3 Hydroxylgruppen und 2-6 C-Atome enthalten, im Molverhältnis 1 : 1 bis 3 : 1,
- B. 10-30 Gew.-% wasserlösliche quaternäre Ammoniumsalze der allgemeinen Formel :
- R1 einen Alkyl- oder Alkenylrest. mit 14-25 C-Atomen, der durch eine Amid- oder Estergruppe unterbrochen ist,
- R2 einen Rest wie R1 oder einen Alkylrest mit 1-4 C-Atomen,
- R3 einen Alkylrest mit 1-4 C-Atomen, einen Hydroxyethyl- oder Hydroxypropyl-Rest,
- R4 einen Alkylrest mit 1-4 C-Atomen, einen Hydroxyethyl-, Hydroxypropyl- oder Benzylrest und X(-) ein Anion bedeuten,
- C. 2-20 Gew.-% Fettsäureester aus gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 12-22 C-Atomen oder Dicarbonsäuren mit 4 bis 10 C-Atomen und ein- bis vierwertigen Alkoholen mit 3-20 C-Atomen,
- D. 0-20 Gew.-% Ethylenoxid-Addukte von Fettsäuren mit 12-22 C-Atomen oder von Fettalkoholen mit 8-18 C-Atomen oder von Alkyl- bzw. Dialkylaminen mit 12-36 C-Atomen oder von Alkylphenolen mit 10-24 C-Atomen mit 3 bis 50 mol Ethylenoxid und
- E. 0-25 Gew.-% Diorganopolysiloxane mit einer Viskosität von 10 bis 1 000 cm2/s enthalten, und Verfahren zum Ausrüsten von synthetischen oder natürlichen Textilmaterialien oder ihre Mischungen mit diesen Mitteln.
- Die acylierten Alkanolamine, A., die beispielsweise bei K. Lindner « Tenside-Textilhilfsmittel-Waschrohstoffe •, 2. Auflage, Band 1, S. 904 und 993, und bei Schwartz-Perry « Surface Active Agents 1949, Bd. 1, S. 173, beschrieben sind, enthalten je nach verwendeten Alkanolaminen Amid- und/oder Estergruppen.
- Zu ihrer Herstellung finden Carbonsäuren natürlicher oder synthetischer Herkunft Verwendung z. B. Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure, Ölsäure oder ihre Gemische, wie sie z. B. aus Kokosöl, Palmkernöl oder Talg hergestellt werden, oder verzweigtkettige Säuren aus der Oxosynthese, z. B. Isostearinsäure, oder deren Säurechloride Verwendung. Bevorzugt finden Stearinsäure und Behensäure in Form ihrer technischen Qualitäten Verwendung.
- Zu den geeigneten hydroxylgruppenhaltigen Aminen zählen Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N-Methyl-diethanolamin, N-(2-Aminoethyl)-ethanolamin, 1-Amino-propanol und Bis-(2-hydroxy-propyl)-amin. Bevorzugt verwendet werden N-(2-Aminoethyl)-ethanolamin, Monoethanolamin und Diethanolamin.
- Die wasserlöslichen quaternären Ammoniumsalze B. enthalten als hydrophoben Rest mindestens eine Alkylkette, die durch eine Amid- oder Estergruppe unterbrochen ist. Zu ihrer Herstellung werden nach bekannten Methoden, die z. B. bei Schwartz-Perry « Surface Active Agents •, 1949, Bd. 1, S. 118 und bei Jügermann « Cationic Surfactants» 1970, S. 29, beschrieben sind, Mono-, Di- oder Triamine, die eine tertiäre Aminogruppe und eine oder zwei primäre Aminogruppen und eine oder zwei Hydroxylgruppen enthalten, mit den unter A. genannten Säuren acyliert.
- R1 steht bevorzugt für den Rest
- R5 einen Alkyl- oder Alkenylrest mit 12 bis 22 C-Atomen,
- R6 Ethylen oder Propylen und
- Y NH oder 0 bedeuten.
- X(-) steht vorzugsweise für Chlorid, Bromid, Sulfat, Phosphat, Methosulfat oder Dimethylphosphit.
- Geeignete Amine für die Herstellung von B sind z. B :
- 3-Amino-1-dimethylamino-propan, 3-Amino-1-diethylamino-propan, Methyl-bis-(3-amino-propyl)-amin, Bis-(2-methylamino-ethyl)-methylamin, 2-Dimethyiamino-ethanoi, Methyl-bis-(2-hydroxy-ethyl)-amin oder 3-Dimethylamino-1-propanol.
- Bevorzugte Verbindungen B. sind Umsetzungsprodukte von technischer Stearinsäure oder Behensäure mit 3-Amino-1-dimethylamino-propan oder 3-Amino-1-diethylamino-propan, die mit Dimethylsulfat oder Dimethylphosphit quaterniert werden.
- Die Quaternierung geschieht nach üblichen Methoden ohne Lösungsmittel oder in einem Lösungsmittel, wobei neben Wasser oder Ethylalkohol auch die acylierten Alkanolamine A. in geschmolzener Form dienen können, sofern sie kein tertiäres Stickstoffatom enthalten.
- Als Quaternierungsmittel sind geeignet : Methylchlorid, Dimethylsulfat, Dimethylphosphit oder Ethylenoxid, wobei im letzteren Falle die Reaktion in schwefelsaurer oder phosphorsaurer Lösung vorgenommen wird.
- Die Substanzen der beiden Stoffgruppen A und B lassen sich auch in einem Eintopf-Verfahren dadurch herstellen, daß man Gemische der für beide Gruppen genannten Amine mit Fettsäuren umsetzt und anschließend dem Anteil an tertiären Aminogruppen entsprechend quaterniert.
- Zur Herstellung der Carbonsäureester C werden bevorzugt ein- bis vierwertige Alkohole mit 3-20 C-Atomen verwendet, deren Alkylketten durch Sauerstoff unterbrochen sein können.
- Als Beispiele für die Ester C seien genannt :
- Butylstearat, 2-Ethyl-hexyl-stearat. Octadecylstearat, Isotridecylstearat, 2-Ethyl-hexyl-oleat. Di-2-ethyl-hexylsebacat, Pentaethylen-glykol-dilaurat, Trimethylolpropantrilaurat und Pentaerythrit-tetrapelargonat.
- Zur Verbesserung der Löslichkeit können gegebenenfalls Ethylenoxid-Addukte von Fettsäuren, Fettalkolen, Fettaminen oder Alkylphenolen eingesetzt werden. Der optimale Oxethylierungsgrad ist von Fall verschieden und kann von 3-50 mol Ethylenoxid pro mol Ausgangssubstanz betragen.
- Bei Bedarf können wäßrige Emulsionen von durch Emulsionspolymerisation hergestellten Dimethylpolysiloxanen mit mittleren Molekulargewichten von 1 000 bis 100 000 verwendet werden.
- Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können darüber hinaus noch andere Bestandteile enthalten, wie sie bei Textilhilfsmitteln üblich sind. Dazu zählen Schutzkolloide, Parfums, Fungizide oder Bakterizide sowie Schaumdämpfungsmittel.
- Zur besseren Handhabung in der Praxis werden die erfindungsgemäßen Gemische in wasserhaltige Zubereitungen übergeführt. Dazu werden die Mischungen über den Schmelzpunkt erwärmt und unter Rühren nach Zugabe der entsprechenden Menge warmen Wassers homogen verrührt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man flüssige stabile Lösungen oder Emulsionen, die vorzugsweise 10-30 Gew.-% der erfindungsgemäßen Textilbehandlungsmittel enthalten.
- Das Aufbringen der Mischungen auf das Textilmaterial kann nach bekannten Methoden im Ausziehverfahren (Haspelkufe, Düsen-Färbe-Aggregat), durch Foulardieren oder durch Sprühen erfolgen. Dabei gilt als besonderer Vorteil, daß sich die erfindungsgemäßen Textilbehandlungsmittel mit Düsen-Färbe-Aggregaten aufbringen lassen.
- Textile Verarbeitungsprozesse, wie das Vernähen oder Tuften, stellen an das Textilmaterial hohe Anforderungen hinsichtlich der Oberflächenglätte. Hohe Nadelgeschwindigkeiten führen zu thermischen und mechanischen Belastungen des Nähgutes, die bei mangelnder Oberflächenglätte zu Fadenbrüchen und Maschensprengschäden führen können. Dieser Nachteil kann dadurch umgangen werden, daß das Textilmaterial mit einer glättenden Avivage versehen wird. Es ist bekannt, zu diesem Zweck Emulsionen oder Dispersionen von Paraffinkohlenwasserstoffen oder von Wachsen zu verwenden. So beschreiben z. B. die DE-A-2621881, 2733493, 2816196 und 2830173 kationische Emulsionen von Paraffinkohlenwasserstoffen, wobei kationische Tenside als Emulgatoren dienen. Die De-A-3003851 beschreibt Dispersionen von oxidierten Wachsen, während die DE-A-2535768 Dispersionen von Polysiloxanen und Kohlenwasserstoffen oder fluorhaltigen Polymeren zur Erzielung hoher Oberflächenglätten verwendet. Auch ist bekannt, zusammen mit Paraffinkohlenwasserstoffen Fettsäureester als Gleitmittel zu verwenden.
- Während diese Emulsionen dem Textilmaterial eine hohe Oberflächenglätte verleihen, resultiert in den meisten Fällen ein Warengriff, der die zusätzliche Verwendung eines Textilweichmachers erfordert. Daneben haben diese Emulsionen oder Dispersionen häufig den Nachteil, daß sie für den Einsatz auf Düsen-Färbe-Apparaten, auch « Jet-Anlagen » genannt, die mit kurzen Flotten arbeiten, nicht geeignet sind, weil die verfahrensbedingten hohen Scherkräfte die Emulsionen zerstören. Dadurch kommt es zu Aufrahmungen und Fleckenbildung sowie zu ungleicher Avivageverteilung auf dem Textilmaterial. Die vorliegende Erfindung stellt nur Avivagemittel zur Verfügung, die dem Textilmaterial neben hoher Oberflächenglätte einen ansprechenden Griff verleihen und eine solche Flottenstabilität aufweisen, daß sie auch Düsen-Färbe-Apparaten einsetzbar sind.
- Überraschend wurde gefunden, daß die erfindungsgemäßen Mittel ohne Verwendung von Paraffinen oder Wachsen ausgezeichnete Weichmacher und Glättemittel für Textilmaterialien jeder Art darstellen.
- Tabelle 1 zeigt die Molmengen der eingesetzten Komponenten zur Herstellung der acylierten Alkanolamine A und die Säurezahlen, wie sie nach der Umsetzung bei vermindertem Druck und erhöhter Temperatur erhalten wurden.
(Siehe Tabelle 1 Seite 4 f;) -
- Tabelle 2 zeigt, in welchem Molverhältnis die einzelnen Komponenten zur Herstellung der basischen Fettsäureamide bzw. Fettsäureester umgesetzt wurden, die als Ausgangsprodukte für die Herstellung der quaternären Ammoniumsalze dienen. Die letzte Zeile gibt die Säurezahlen wieder, die bei der Reaktion der Komponenten bei erhöhter Temperatur und vermindertem Druck erhalten wurden.
-
- In der Tabelle sind für die Quaternierungsmittel folgende Abkürzungen verwendet worden :
- DMS : Dimethylsulfat (1)
- DMP : Dimethylphosphit (1)
- M : Methylchlorid (2)
- EO/H2SO4 : Ethylenoxid/H2S04 (3)
- (1) : Quaternierung in alkoholischer Lösung, 300 min. 80 °C. Danach schonendes Abdestillieren des Alkohols.
- (2): Quaternierung im Autoklaven, nach Aufdrücken des Methylchlorids 600 min. 130 °C.
- (3) : Einleiten von Ethylenoxid in die schwefelsaure Lösung des Ausgangsproduktes.
-
- Die angegebenen Zahlen sind Gewichtsprozente. Die Quaternierungen wurden so durchgeführt, daß pro Mol tert. Stickstoffgruppe ein Mol Quaternierungsmittel eingesetzt wurde. Die Umsetzungen wurden in der Schmelze bei 90-100 °C durchgeführt.
-
- Die angegebenen Zahlen sind Gewichtsprozente. Die Komponenten werden auf 80 °C erwärmt, verrührt und durch Zugabe von 80 °C warmen Wassers 20 %ig gestellt. Nach dem Homogenrühren werden die Gemische unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt. Es bilden sich flüssige cremefarbene Einstellungen, die sich durch Zusatz von warmen Wasser leicht auf die für den Einsatz in der Praxis vorgesehene Konzentration verdünnen lassen.
- 1) : Rilanit STS-RR, Fa. Henkel, Düsseldorf
- 2) : Emery 2485 R, Fa. Unilever - Emery, Gouda, Holland
- 3) : Rilanit ITS R, Fa. Henkel, Düsseldorf
- 4) : Rilanit EHS R, Fa. Henkel, Düsseldorf
- Die Vernähbarkeit wurde mit der folgenden Versuchseinrichtung geprüft :
- In einem Düsen-Färbe-Apparat, Marke « Labor-Jumbo-Jet der Firma Mathis, wurde Baumwoll-Interlock, mit Levafix(R) -Farbstoffen reaktiv gefärbt im Farbton schwarz, nach dem Spülen 20 min lang mit den Produkten T 1 bis T 8 der Tabelle 5 im Flottenverhältnis 1 : 10 bei 40 °C, essigsauer bei pH 5, behandelt. Die Konzentration der Behandlungsmittel lag bei 4 %, bezogen auf das eingesetzte Warengewicht.
- Bei allen 8 Versuchen verlief die Ausrüstung problemlos ohne störende Schaumbildung oder Abscheidungen aus der Flotte.
- Ein Teil des Materials wurde bei 80 °C getrocknet, zweimal 10 sec. lang bei 120 °C gedämpft und bei 23 °C u. 65 % rel. Feuchte konditioniert.
- Ein anderer Teil des ausgerüsteten Materials wurde nach dem Trocknen bei 80 °C zweimal 10 sec. lang bei 120 °C gedämpft, anschließend noch 20 sec. lang bei 170 °C fixiert und dann bei 23 °C und 65 % rel. Feuchte konditioniert.
- Für den Nähtest wurden Stoffabschnitte von 35 x 80 cm in doppelter Lage mit einer Industrie-Nähmaschine der Fa. Singer, Typ Centurion 121 D 200 B unter Verwendung einer Nadel der Stärke 90 bei 4 800 Stichen/min. ohne Nähfäden vernäht.
- Die Stoffabschnitte wurden dann in einem Spannrahmen unter einer Dehnung von 88 % gespannt und im Gegenlicht die Zahl der Maschensprengschäden über eine Nahtlänge von 80 cm ermittelt.
-
- Versuche unter Praxisbedingungen
- Das Produkt T 2 wurde nach folgender Rezeptur eingesetzt :
- Baumwoll-Interlock, reaktivgefärbt schwarz.
- Düsen-Färbe-Apparat : « Surfer », Fa. ESPA
- Flottenverhältnis 1 :12
- Konzentration 4 % bezogen auf Warengewicht
- 20 min bei 40°C, essigsauer pH 5
- Nach dem Schleudern wurde bei 80-100 °C getrocknet und mit Sattdampf gedämpft.
- Beim Vernähen unter Praxisbedingungen mit einer Industrie-Nähmaschine, 4 500-5 000 Stiche/min, Nadelstärke 90, wurden keine Maschensprengschäden beobachtet. Die Ware zeigte einen angenehmen, weichen Griff.
- Das Produkt T 6 wurde nach folgender Rezeptur appliziert :
- Baumwoll-Feinripp, reaktivgefärbt schwarz
- Düsen-Färbe-Apparat: « Jet R 95 », Fa. Thieß
- Flottenverhältnis 1 : 10
- Konzentration 4 % bezogen auf Warengewicht
- 20 min bei 40 °C, essigsauer pH 5
- Nach dem Schleudern und Trocknen bei 80-100 °C wurde mit Sattdampf von 100-110 °C behandelt.
- Beim Vernähen unter Praxisbedingungen mit einer Industrie-Nähmaschine, 4 500-5 000 Stiche/min, Nadelstärke 90, war das Material frei von Maschensprengschäden. Die Ware hatte einen angenehmen, weichen Griff.
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