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Verfahren zur Behandlung von natürlichem und/oder synthetischem Fasermaterial
Fur die Behandlung von Fasermaterial, wie Fäden, Fasern, Gewebe und Teppiche zur Erzielung gewünschter Eigenschaften wurde bereits viel Zeit und Mühe aufgewendet. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Behandlung von Fasermaterial, insbesonderevon Gewebe oder Teppichstoffen, um diesen Rutschsicherheit, Mattglanz und Widerstandsfähigkeit gegen trockene Verschmutzung zu verleihen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Behandlung von natürlichem und/oder synthetischem Fasermaterial ist dadurch gekennzeichnet, dass eine kolloidale Suspension von Silsesquioxanen aus Einheiten der allgemeinen Formel
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und/oder 3, 3, 3-TrifluorpropylresteTeilchengrösse von 10 bis 1000 auf das Fasermaterial aufgetragen und dieses anschliessend getrocknet wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Behandlung von beliebigem Fasermaterial natürlicher oder synthetischer Herkunft angewendet werden. Wie viele der bekannten Behandlungsverfahren führt das erfindungsgemässe Verfahren bei einigen Fasern zu besseren Ergebnissen als bei andern, aber grundsätzlich wird die Rutschsicherheit, der Mattglanz und/oder der Widerstand gegen trockene Verschmutzung bei allen Fasermaterialien verbessert.
Als Fasermaterialien, die der erfindungsgemässen Behandlung unterzogen werden können, seien beispielsweise solche aus Wolle, Jute, Flachs, Baumwolle, Reyon, Nylon, Acrylaten, Polyacrylnitril, Po- lyvinylidenchlorid, Polyester, Celluloseacetat, Glas und Mischungen oder Gemengen derselben genannt.
Selbstverständlich können gegebenenfalls als kolloidale Suspensionen von Silsesquioxanen der angefuhrten Formeleinheit auch Gemische und Mischpolymerisate von Silsesquioxanen verwendet werden.
Die Verwendung von kolloidalen Suspensionen, deren Teilchengrösse im Bereich von 10 bis 400 liegt, ist besonders bevorzugt.
Die erfindungsgemäss verwendbaren kolloidalen Suspensionen können durch Zugabe von Silanen der allgemeinen Formel
RSi (OR") 3' worin R" Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen (z. B. Methyl-, Äthyl-, Propyl- oder Butylreste) oder Reste
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Formelni scher oder kationischer Natur sein, und die eingesetzte Silanmenge sollte weniger als etwa 10 Gew. bezogen auf das Gesamtgewicht an Silan, Wasser und oberflächenaktivem Mittel, betragen, obwohl auch bis zu etwa 35 Gew.-% Silan zugegeben werden können, wenn die Zugabegeschwindigkeit des Si- lans zu der Mischung aus Wasser und oberflächenaktivem Mittel weniger als 1 Mol Silan pro Stunde be- trägt.
Die kolloidale Suspension kann auf das Fasermaterial auf beliebige gewünschte Weise aufgebracht werden. So können die Fasern beispielsweise in die Suspension eingetaucht oder durchgezogen werden, oder die Suspension kann auf die Fasern durch Streichen, Bürsten, Sprengen oder Sprühen aufgetragen werden. Die zur Zeit am meisten bevorzugte Methode besteht darin, die Suspension auf die Fasern auf- zusprühen, z. B. aus einer Aerosolverpackung.
Ein weiteres ausgezeichnetes Mittel zum Aufbringen der kolloidalen Suspensionen auf das Faserma- terial besteht darin, diese zusammen mit einem Reinigungsmittel zu verwenden. Das ist beispielsweise besonders nützlich zum Auftragen der Suspension auf Läufer oder Teppiche in Wohn- oder Büroräumen, da hiedurch sowohl eine Reinigung als auch eine Erhöhung des Widerstandes gegen trockene Verschmut- zung in einem Arbeitsgang möglich ist.
Allgemein ausgedrückt ist es vorteilhaft, die Silsesquioxane auf das Fasermaterial in Mengen von
1, 08 bis 10, 76 g Silsesquioxan auf je 1 m2 aufzutragen. Obwohl auch grössere Mengen aufgetragen wer- den können, ist der damit erzielte zusätzliche Vorteil durch die gesteigerten Kosten nicht gerechtfer- tigt. Auch wenn die Silsesquioxane zusammen mit einem Reinigungsmittel angewendet werden, z. B. in
Form eines Läufer- oder Teppichwaschmittels, werden vorteilhaft mindestens 4,3 g auf je 1 m ? einge- setzt. Die Konzentration des Silsesquioxans in der kolloidalen Suspension ist für die erfindungsgemässe
Behandlung nicht entscheidend.
Nach dem Aufbringen der kolloidalen Suspension wird das Fasermaterial getrocknet. Der Trocken- vorgang kann durch beliebige Massnahmen erfolgen. Die einfachste Methode besteht beispielsweise dar- in, dass das behandelte Fasermaterial der Luft ausgesetzt wird, wobei das Wasser verdunstet.
Selbstverständlich kann der Trockenvorgang durch Darüberblasen von Luft oder andern Gasen (ins- besondere erhitzten Gasen) beschleunigt werden. Der Trockenvorgang kann aber auch dadurch bewerk- stelligt werden, dass das behandelte Material durch einen Ofen geführt wird. Auch andere bekannte
Trockenmassnahmen können angewendet werden.
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1 : Aerosole kolloidaler Suspensionen aus CHSiO/-, CHSiO/-,1 1/21o an Silsesquioxan. Die Silsesquioxane hatten eine Teilchengrösse im Bereich von 10 bis 1000 À. Diese Aerosole wurden auf 15, 24 x 15, 24 cm grosse, viereckige Stücke aus wollenem Teppichstoffauf- gesprüht, so dass auf je 1 m2 des Teppichstoffes 4,3 g Silsesquioxane aufgetragen wurden ; dann wurde der Teppich an der Luft getrocknet.
Diese behandelten Teppichstäcke wurden zusammen mit einem unbehandelten Kontrollstück auf einem Brett befestigt und dann in einem Betonflur hin- und hergezogen, um sie zu beschmutzen. Die Stücke wurden dann mit einem Staubsauger von losem Schmutz befreit und auf ihre Widerstandskraft gegen trockenen Schmutz geprüft. Alle der nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelten Stücke waren viel sauberer als das unbehandelte Kontrollstück.
Beispiel 2 : Ein Stück eines 10rP/oigen Wollteppichs und ein Stück eines lOOoigen Acrylteppichs wurden mit einem Aerosol einer kolloidalen Suspension aus CH SiO/ -Einheiten auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 besprüht und dann an der Luft getrocknet. Ein an das jeweilige Teppichstück anschlie- ssenderTeilwurde zuVergleichszwecken in unbehandeltem Zustand gelassen. Diese Teppichstücke wurden auf den Boden eines vielbegangenen Betonflurs nahe einem Eingang geklebt, um ihren Widerstand gegen trockenen Schmutz zu testen.
Die Teppichstücke wurden 2 Wochen lang mehrere Male pro Woche mit einem Staubsauger gereinigt, gewaschen und für eine weitere Woche dort gelassen, während welcher Zeit sie mehrere Male mit einem Staubsauger gereinigt, erneut gewaschen und wie zuvor wie-
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;Beispiel 3: Ein Gemisch aus 1106 g dest. Wasser und 14 g Dodecylbenzolsulfonsäure wurde in einen Kolben gegeben und auf 600C erhitzt. Dann wurde der Kolben tropfenweise unter Rühren mit 280 g CHSi(OCH) beschickt, mit einer Geschwindigkeit von etwa 60 g/h. Nachdem die Zugabe des Silans beendet war, wurde das Rühren unter Aufrechterhaltung der Temperatur bei 600C über Nacht fortge- setzt. Am nächsten Tag wurde die entstandene kolloidale Suspension abfiltriert, auf 300C abgekühlt und mit Ammoniumhydroxyd neutralisiert. Das Produkt war eine kolloidale Suspension aus CH SiO,-
Einheiten, worin die Teilchengrösse des Silsesquioxans etwa 100 betrug.
Beispiel 4 : Die kolloidale Suspension aus Beispiel 3 wurde in einen Aerosolbehälter gegeben.
Ein Stück eines graugelben Wollteppichstoffes wurde mit der kolloidalen Suspension des Silsesquioxans besprüht, so dass auf je 1 m2 des Teppichstoffes 4,3 g Silsesquioxan-Feststoffe aufgetragen wurden. Ein anderes Teppichstück wurde fur Vergleichszwecke unbehandelt gelassen. Nach der Behandlung wurde der Teppich an der Luft getrocknet und dann in der Eingangshalle eines Industriebetriebes aufgelegt, um den Widerstand gegen trockenen Schmutz zu prüfen. Nachdem der Teppich 3 Tage begangen worden war, wurde er weggenommen und mit einem Staubsauger gereinigt. Es wurde festgestellt, dass der Teil des Teppichs, der mit der kolloidalen Suspension des erfindungsgemässen Silsesquioxans behandelt wor- den war, viel sauberer war als das Kontrollstück.
Das oben angeführte Verfahren wurde wiederholt, es wurde jedoch statt des Wollteppichs ein Tep- pich aus weissen Polyacrylfasern verwendet, ferner wurden 5, 38 g Silsesquioxan-Feststoffe auf je 1 m2
Teppich aufgetragen und der Teppich wurde 5 Tage in der Eingangshalle belassen. Der behandelte Tep- pichteil war am saubersten, er zeigte nach Reinigen mit einem Staubsauger nur sehr leichte Verschmut- zung, während das Kontrollstück eine dunkelgraue Farbe hatte.
Beispiel 5 : Das Verfahren aus Beispie14wurde mit drei identischen Stücken eines weissen Acryl- teppichs wiederholt, es wurden jedoch kolloidale Suspensionen aus CH SiO/-Einheiten mit verschie- denen Teilchengrössen verwendet. Genauer gesagt war in zwei der Suspensionen die durchschnittli- che Teilchengrösse des Silsesquioxans etwa 250 und in der andern Suspension etwa 500 . Alle diese
Stücke waren nach 5 Tagen Prüfung auf Widerstand gegen trockenen Schmutz sauberer als das Kontroll- stück.
Beispiel 6: Das Verfahren aus Beispiel 4 wurde mit einem Stück eines weissen Acrylteppichs wiederholt, es wurde jedoch eine kolloidale Suspension aus CH SiO/-Einheiten verwendet, worin die
Teilchengrösse des Silsesquioxans etwa 1000 betrug, und es wurden 4,3 g Silsesquioxan-Feststoffe auf je 1 m2 Teppich aufgetragen. Dieses Stück des behandelten Teppichs war nach 5 Tagen Prüfung auf
Widerstand gegen trockenen Schmutz sauberer als das Kontrollstück.
Beispiel 7: Teile aus Baumwollgewebe wurden mit kolloidalen Suspensionen, die 1 1/21o CH SiO/-oder C H SiO/-Feststoffe enthielten, aerosolbesprüht. Die Teilchengrösse der Silsesqui- oxane war im Bereich von 10 bis 1000 . Andere Stücke des Baumwollgewebes wurden in kolloidale
Suspensionen getaucht, die 01 bis 5,05 CH3Si93/2 -Feststoffe enthielten. Nach diesen Behandlungen wurde das Gewebe an der Luft getrocknet. Andere Stücke des Baumwollgewebes wurden für Vergleichs- zwecke unbehandelt gelassen.
Diese Stücke aus Baumwollgewebe wurden in eine Kanne mit 3,79 1 Fassungsvermögen gegeben, die Schmutz enthielt, der auf einem Parkplatz eingesammelt worden war und dem eine kleine Menge
Russ und vier Steine zugefügt worden waren. Die Gewebestücke wurden 5 min mit dem Schmutz ge- schüttelt, aus der Kanne herausgenommen, abgeschüttelt, um haftenden Schmutz zu entfernen, und dann auf ihre Schmutzbeständigkeit gepruft. Es wurde festgestellt, dass die Gewebestucke, die mit den kolloidalen Suspensionen der Silsesquioxane behandelt waren, bedeutend sauberer waren als die unbe- handelten Stücke.
Beispiel 8 : Ein handelsübliches Teppichreinigungsmittel wurde mit einer kolloidalen Suspension aus CH SiO/-Einheiten mit einer Teilchengrösse im Bereich von 10 bis 1000 versetzt ; dieses Reini- gungsmittel wurde dazu verwendet, ein Stuck eines hellbeigen Polyacrylnitrilfaserteppichs in der vom
Hersteller des Reinigungsmittels empfohlenen Weise zu reinigen. Während des Reinigungsvorganges wurden H, 46 g Silsesquioxan-Feststoffe auf je 1 m2 Teppich aufgetragen. Ein anderes Stück desselben Teppichs wurde auf dieselbe Weise gereinigt, das Reinigungsmittel wurde jedoch zu Vergleichszwecken ohne Zusatz von Sil- sesquioxan verwendet.
Diese Teppichstucke wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 4 auf ihre Schmutzbe-
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ständigkeitgeprüft. Nach 5 Tagen was der mit der kolloidalen Suspension behandelte Teppich viel sauberer als das Kontrollstück. Der behandelte Teppich sah noch fast wie neu aus, während der unbehandelte sehr schmutzig war und dunkelgrau aussah.
Beispiel 9 : Streifen eines Glasfasergewebes für Verschalungen wurden mit kolloidalen Suspensionen von Methyl-, Äthyl- und Phenylsilsesquioxanen behandelt, worin die Teilchengrösse des Silsesquioxans im Bereich von 10 bis 1000 lag. Die Suspensionen wurden auf die Streifen durch Aufwalzen bei einem Druck von 2,81 kg/cm2 aufgetragen. Dann wurden die Streifen getrocknet und 3 Tage bei 1500C gehärtet. Der Mattglanz der behandelten und unbehandelten Streifen wurde verglichen und nach einer Skala von 1 bis 4 beurteilt, wobei die Bewertung 1 "matt" und die Bewertung 4 "glänzend" be- deutet. Diese Streifen wurden dann einmal mit der Hand durchgewaschen und mit warmem Wasser gespült, tropfnass zum Trocknen aufgehängt und dann erneut verglichen und eingestuft.
Das jeweils verwendete Silsesquioxan, die prozentualen Mengen an Silsesquioxan-Feststoffen in der Behandlungssuspension, die prozentualen Mengen an vom Gewebe aufgenommenen Silsesquioxan-Feststoffen und die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.
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<tb>
<tb>
Mattglanz
<tb> %Fest- <SEP> %AufSilsesquioxan <SEP> stoffe <SEP> nahme <SEP> Anfänglich <SEP> nach <SEP> 1 <SEP> x <SEP> Waschen
<tb> (A) <SEP> CH3Sio3/2 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 2
<tb> (B) <SEP> C2H5 <SEP> Si93/2 <SEP> 3 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> (C) <SEP> C6H5 <SEP> SiO3/2 <SEP> 2 <SEP> 0,7 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> (D) <SEP> keines <SEP> - <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 4
<tb>
Beispiel 10: Streifen von zwei handelsüblichen Glasfasergeweben wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 9 beschrieben mit den kolloidalen Suspensionen von Methyl-, Äthyl- und Phenylsilsesquioxan behandelt. Der Mattglanz der behandelten und unbehandelten Streifen wurde wie in Beispiel 9 verglichen und eingestuft.
Die anfängliche Rutschfestigkeit wurde auch verglichen, indem man die Ge-
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Schlüpfrigkeit wurde nach einer Skalaoxan-Feststoffen in der Behandlungssuspension, die prozentualen Mengen an vom Gewebe aufgenommenen Silsesquioxan-Feststoffen und die Versuchsergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle angegeben.
No. 1 und No. 2 bedeuten die zwei Glasfasergewebe.
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<tb>
<tb> <SEP>
Mattglanz
<tb> Anfänglich <SEP> nach <SEP> 1 <SEP> x <SEP> Waschen <SEP> Rutschfestigkeit
<tb> % <SEP> Fest- <SEP> % <SEP> Auf- <SEP>
<tb> Silsesquioxan <SEP> stoffe <SEP> nahme <SEP> No. <SEP> 1 <SEP> No. <SEP> 2 <SEP> No. <SEP> 1 <SEP> No. <SEP> 2 <SEP> No. <SEP> 1 <SEP> No. <SEP> 2
<tb> (A) <SEP> CHSiO, <SEP> 2,5 <SEP> 0, <SEP> 67 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 1
<tb> (B) <SEP> CHgSiO <SEP> 2,5 <SEP> 0, <SEP> 67 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 2 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 2
<tb> (C) <SEP> C6H5SiO3/2 <SEP> 1,7 <SEP> 0,56 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 3
<tb> (D) <SEP> keines <SEP> - <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4 <SEP> 4
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