Verfahren zum Veredeln von Textilfasermaterialien
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Veredeln von Textilfasermaterialien mit thermoplastischen, hydroxylgruppenhaltigen Copolymeren und Aminoplasten.
Für die Ausrüstung von Textilmaterialien zur Erzielung bestimmter Veredlungseffekte sind schon viele Verfahren bekannt geworden. Dabei geht das Bestreben der Technik dahin, die beim Veredlungspro ss auf die Textil'materialien aufgebrachten Chemikalien so zu fixieren, dass sie beim Gebrauch nicht wieder von der Faser abgelöst werden. Die Fixierung kann z. B. dadurch bewirkt werden, dass durch die Reaktion der auf die Faser aufgebrachten Verbindungen mit sich selbst oder anderen Stoffen eine Verankerung erzielt wird. Dabei ist von grosser Wichtikgiet, dass durch derartige Massnahmen der Griff der behandelten Textilmaterialien nicht wesentlich verändert wird.
Als Beispiele solcher Ausrüstungen seien erwähnt : Die Behandlung von Faservliesen zur Verfestigung, welche waschecht und bei der chemischen Reinigung beständig sein muss ; ferner die Aufbringung von Pigmentfarbstoffen auf Textilien, für deren Fixierung die gleichen Anforderungen gedten.
Soweit für die geschilderten Veredlungsverfahren Polymerdispersionen verwendet werden, befriedigt die Beständigkeit bei der chemischen Reinigung oft nicht, so dass der Wunsch nach weiteren Ausrüstungsmitteln, die diese Forderung erfüllen, besteht.
Aus der französischen Patentschrift Nr. 1 181 170 sind Bindemitteldispersionen bekannt, welche weitgehend dem vorstehend angeführten Aufbau entsprechen und die sich in vielen Beziehungen für die Veredlung von Textilmaterialien, insbesondere jedoch für die Verfestigung von Faservliesen zu Nonwovens eignen.
Die in der genannten französischen Patentschrift beschriebenen Dispersionen enthalten als vernetzende Komponente im Copolymer einen Oxyalkylester der Acryl-bzw. Methacrylsäure. Aus den am Schluss der Beschreibung angefügten Vergleichsversuchen ist er sichtlich, dass die in der genannten Patentschrift beschriebenen Dispersionen bei der Verwendung als Bindemittel für Pigmentfarbstoffe auf TextiMmaterialien im Färbeverfahren, insbesondere jedoch in der Druckerei, verschiedene Nachteile aufweisen. Ausserdem neigt die vemetzende Komponente im Copoitymer der genannten Dispersionen sehr leicht zur Polymerisation und kann daher schon während der Herstellung der Dispersion unerwünschte Nebenreaktionen eingehen.
Die chemische Reinigungsbeständigkeit der Ausrüstun- gen ist jedoch gut.
Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das sowohl die Fixierung von Pigmentfarbstoffen auf Textilmaterialien unter Erzielung egaler Färbungen bzw. Drucke, hoher Farbstoff- ausbeute unter. Erhaltung eines weichen Griffs des Textilmaterials und guter Gebrauchswaschechtheit der Färbungen bzw. Drucke, auch nach deren Belichtung, sowie die Hochveredlung von Geweben und die Verfestigung von Faservliesen, ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Verwendung einer Dispersion erreicht, die a) 75-90 Gewichtsteile eines thermoplastischen Copolymers aus 10-35 Gew. % eines Malein-oder Fu marsäure-monohydroxydialkylesters der Formel R OOC-CH = COO R) OH, worin R einen Alkylrest mit 4--12 C-Atomen und R, einen Alkylenrest mit 2-4 C-Atomen bedeutet ; 25 bis 55 Gew. % Styrol oder Vinyltoluol ; 10-60 Gew. % eines Acryl-bzw. Methacry-llalkylesters mit t-12 C-Atomen in der Esteralkylgruppe ; 0-5 Gew. % Acryl-bzw.
Methacrylsäure, wobei die Komponenten so gewähllt werden, dass das Copolymer insgesamt 20-45 Gew. % an hydroxylgruppenfreien Esteralkylgruppen aufweist, sowie b) 10-25 Gewichtsteile eines Kondensationsproduk- tes aus Formaldehyd, einem Aminotriazin, Harnstoff oder Dicyandiamid, das gegebenenfalls mit einem aliphatischen Alkohol veräthert ist, oder eines Gemisches derartiger Formaldehydkondensate, enthält.
Die erfindungsgemäss zu verwendenden Dispersionen können nach Zugabe eines Säurespenders auf das Textilmaterial aufgebracht und das imprägnierte Material nach der Trocknung kurze Zeit auf etwa 150 bis 180 C erhitzt werden. Dabei reagieren die im Poly- mermolekül vorhandenen Hydroxylgruppen mit den Aminoplastharzvorkondensaten. Durch die entstehende Verknüpfung beider Komponenten des Bindemittels wird dieses auf dem Textilmaterial so verankert, dass darin enthaltene Pigmente waschecht und chemisch reinigungsbeständig fixiert werden.
Als Beispiele verwendbarer Maleinsäureester, die auch in die entsprechenden Fumarsäureester umgewandelt sein können, seien genannt :
Maleinsäure-butyl-hydroxyäthylester
Maleinsäure-2-äthylhexyl-hydroxyäthylester
Maleinsäure-2-äthylhexyl-hydroxypropylester
Maleinsäure-butyl-hydroxybutylester.
Diese Ester können z. B. durch Umsetzung der Maleinsäuremonoalkylester mit Alkylenoxyden in Gegenwart von Katalysatoren nach dem in der Schweizer Patentschrift Nr. 459 181 beschriebenen Verfahren erhalten werden. Die Verwendung dieser Maleinsäure-bzw.
Fumarsäure-monohydroxy-dialkylester zum Aufbau von Polymer für Bindemittel hat den Vorteil, dass damit dem Polymer sowohl eine vernetzende, wie auch eine weichmachende Wirkung gegeben wird.
Die Copolymerisation der Malein-bzw. Fumarsäureester mit Styrol und Acrylsäureestern kann in üblicher Weise unter Verwendung von Emulgatoren vorgenommen werden, wobei die Reaktion mit einem Redoxsystem, z. B. Ammoniumpersulfat-Natriumpyrosulfit, gestartet wird.
Das Kondensationsprodukt aus Formaldehyd in der beschriebenen Bindemitteldispersion kann weitgehend variiert werden. Es können Aminoplastharzvorkondensate, wie monomere Methylolmelamin-alkyläther, z. B.
Trimethyldlmelamin-trimethyläther, angewendet werden, ferner partiel verätherte vorkondensierte Mel amin-Formaldehydprodukte. Gegebenenfalls können auch andere Produkte, wie Harnstoff-Formaldehydkondensate oder auch solche des Dicyandiamids mit Formaldehyd, allein oder in Mischung mit den Melaminderi- vaten eingesetzt werden.
Die in den Beispielen angeführten Teile sind Ge- wichtsteile.
Bei. spiel 1
In einem mit Stickstoff gespülten Kolben werden 300 Teile Wasser,
12 Teile Alkylsulfonat,
12 Teile Addukt aus Octadecylalkohol mit
20 Mol Athylenoxyd, 1, 5 Teile Natriumbicarbonat vorgelegt.
Bei 55 C werden unter Rühren in 80 Minuten gleichzeitig zugegeben : 1. eine Lösung von 1 Teil Ammoniakpersulfat in
50 Teilen Wasser, 2. eine Lösung von 1 Teil Natriumpyrosulfit in
50 Teilen Wasser + 1, 5 Teile Natriumbicarbonat,
3. eine Mischung aus
75 Teilen Maleinsäure-oxäthyl-äthylhexylester,
75 Teilen Styrol,
62, 5 Teilen Acrylsäure-butylester,
37, 5 Teilen Acrylsäure-äthylhexylester.
Nach beendetem Zulauf rührt man noch 8 Stunden bei 55'C und erhält eine Dispersion mit 35 Gew. % Polymer.
200 TeLle der so erhaltenen Dispersion wcrden mit 25 Teilen einer 50 gew. % igen wässrigen Lösung eines Vorkondensates eines partiell äthylverätherten Methylol- melamins (3, 5 Methylolgruppen, davon 2 mit Athylgruppen veräthert) zu einem Bindemittel vermischt.
225 Teile dieses Bindemittels werden mit 50 Teilen eines Pigmentfarbstoffes und 680 Teilen einer Emulsionsverdickung sowie 2 Teilen Diammoniumphosphat zu einer Druckpaste verarbeitet, die mit Wasser auf 1000 Teile eingestellt wird.
Baumwollgewebe wird mit dieser Paste bedruckt und der Druck in üblichçr Wcise thermofixiert. Man crhält so Drucke mit sehr weichem Griff und guter Nass-Reibechtheit.
Beispiel 2
In 300 Teile Wasser werden in einem mit Stickstoff gespülten Kolben unter Rühren
16 Teile eines Alkylsulfonats,
7 Teile eines Nonylphenols, an das 40 Mol
Athylenoxyd angelagert wurden, und
1, 5 Teile Natriumbicarbonat eingetragen.
Bei 55 C laufen in 80 Minuten gleichzeitig ein : 1. 1 Teil Ammoniumpersulfat in 50 Teilen Wasser, 2. 1, 2 Teile Natriumpyrosulfit in 50 Teilen Wasser, 3. eine Mischung von
50 Teilen Maleinsäure-hydroxypropyl-butylester,
75 Teilen Styrol,
3 Teilen Acrylsäure,
40 Teilen Acrylsäure-butylester,
95 Teilen Acrylsäure-äthylhexylester.
Nach beendetem Zulauf stellt man durch Zugabe von Natriumbicarbonat auf pH 7 und erhält so eine 40 gew. % ige Polymerdispersion.
60 Teile eines blauen Pigmentfarbstoffes werden mit 685 Teilen einer Emulsionsverdickung, 160 Teilen der 40 gew. X igen Polymerdispersion, 20 Teilen einer 50 gew. % igen wässrigen Lösung eines Vorkondensates aus Methylolmel'amin, das 3, 6 Methylolgruppen ent- hält, von denen 2, 6 methylveräthert sind, und 2 Teilen Diammoniumphosphat zu einer Druckpaste verarbeitet und mit Wasser auf 1000 Teile ergänzt. Die hiermit auf Baumwollgewebe erhaltenen Drucke werden durch Erhitzen kondensiert ; sie besitzen einen weichen Griff, eine sehr gute Nass-Reibechtheit und Waschechtheit.
Beispiel 3
Ein gemäss Beispiel 2 aus
60 Teilen Maleinsäurehydroxyäthylhexylester,
65 Teilen Styrol,
3 Teilen Acrylsäure,
50 Teilen Acrylsäurebutylestcr und
85 Teilen Acrylsäureäthythexylester bereitetes Copolymer wird als 40 gew. X, ; ige Dispersion erhalten.
30 g einer Dispersion werden mit 5 g einer 60 gew. % igen wässrigen Lösung eines Vorkondensates aus Methylolmelamin, welches 3, 8 Methylolgruppen enthält, von denen 2, 2 mit Athylalkohol veräthert sind, 10 g eines Pigmentfarbstoffes und 1 g Diammonphosphat auf I Liter mit Wasser verdünnt. Ein Baumwollgewebe wird mit dieser Suspension geklotzt, bei 100 C getrocknet und 5 Min. bei 140 C gehärtet. Die erhaltene Färbung besitzt eine sehr gute Reib-und Waschechtheit.
Beispiet 4
Eine Mischung aus
60 Teilen Maleinsäurehydroxyäthyldecylester,
60 Teilen Styrol,
80 Teilen Acrylsäurebutylester,
50 Teilen Acrylsäureäthylhexylester wird nach dem Verfahren von Beispiel I polymerisiert.
Aus 250 Teilen dieser Dispersion, 30 Teilen einer 50 gew. % igen Lösung des Vorkondensates aus Tetra methyiotmetaminmonobuty ! äther, 50 Teilen eines Pigmentfarbstoffes und 620 Teilen einer Emulsionsver- dickung sowie 2 Teilen Diammoniumphosphat wird eine Druckpaste hergestellt, die mit Wasser auf 1000 Teile eingesteilllt wird. Ein Gewebe aus Polyesterfasern wird mit dieser Paste bedruckt und bei 140 C gehärtet. Man erhält Drucke mit guten Echtheiten.
In gleicher Weise lassen sich auch Polyamidgewebe, sowie Gewebe aus Glasfasern bedrucken. Die Melaminharzkomponente kann ganz oder teilweise durch Harn- stoffmethyloldimethyläther oder Vorkondensate von Harnstoffdimethylolmonoäthyläther ersetzt werden.
Bei Verwendung von vorkondensiertem Trimethylbl- melamin als Aminoplastkomponente kann der Druck auf Polypropylengewebe bei I 10 C fixiert werden.
Vergleichsversuche
Es wurden zwei Bindemitteldispersionen folgender- massen hergestellt : Eine Emulsion aus
360 ml Wasser
4, 8 g Natriumbicarbonat
9, 36 g Olefinsulfonat
63, 90 g Methacrylsäureoxyäthylester im Falle der Vergleichsdispersion (A) bzw.
63, 90 g Maleinsäure-äthylhexyl-hydroxyäthylester im Falle Åaer erfindungsgemässen
Dispersion (B)
48 g Butylacrylat 114 g 2-Athylhexylacrylat
83, 70 g Styrol und
2, 40 g Methacrylsäure wurde auf 70 C erhitzt. Innerhalb einer Stunde wurden in beide Emulsionen getrennt voneinander je
1, 44 g Amrnoniumpersulfat gelbst in 60 ml Wasser und
1, 15 g Natriumsulfit gelöst in 60 ml Wasser unter Rühren zulaufen gelasse. Danach wurden die Reaktionsmischungen noch 7 Stunden auf 70 C gehalten, dann unter Rühren abgekühlt. Die so erhaltenen 40 % igen stabilen Dispersionen (A) und (B) wurden als Bindemittel für den Textildruck eingesetzt.
Sie wurden wie folgt zu Druckpasten verarbeitet :
Durch kräftiges Rühren wurden 100 g der einen bzw. der anderen Dispersion
20 g eines handelsüblichen EmuSgators
20 g Dialgin HV 6 % ig
3 g Triäthanolamin
10 g Harnstoff 30 g Diammoniumphosphat
10 g einer 50% igen wässrigen Lösung von
Hexamethoxyhexamethylolmelamin
307 g Wasser und
500 g Testbenzin zu einer Dispersion verarbeitet, die mit 50 g eines blauen Pigmentfarbstoffes (Acraminblau FFG) versetzt wurden.
Mit den so erhaltenen Druckpasten wurde ein Baumwol'lgewebe und ein Baumwollfrotteegewebe bedruckt und die Drucke anschliessend durch Erhitzen auf 140-150'C während 5 min fixiert. Ausserdem wur- den noch Drucke mit einem 1 : 10 Verschnitt dieser Druckpaste in entsprechender Weise hergestellt. Die erhaltenen Drucke zeigen, dass bei Verwendung eines Bindemittels mit Methacrylsäurehydroxyäthylester ungleichmässige Drucke mit schlechter Durchfärbung erhalten werden, die ausserdem noch eine Farbtonverschiebung aufweisen. Im Falle der Verwendung des Bindemittels mit Maleinsäureäthylhexylhydroxyäthyl- ester werden dagegen gleichmässige Drucke mit guter Durchfärbung erhalten.
Ausserdem erzeugen die Bindemittel mit Methacrylsäurehydroxyäthylester eine deutliche Griffverschlechterung der bedruckten Materialien.
Die in vorstehender Weise hergestellten Drucke zeichnen sich auch durch gute Beständigkeit in der Chemischreinigung aus. Der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Druck zeigte hierbei keinen Unterschied zu dem mit der bekannten Bindemitteldispersion hergestellten Druck.
Entsprechend Beispiel 2 der französischen Patentschrift Nr. 1 181 170 wurde eine Bindemitteldispersion wie folgt hergestellt :
In 300 g luftfreiem Wasser wurden 5 g eines Ox äthylierungsproduktes von p-Nonylphenol gelöst. In die so erhaltene Lösung liess man bei einer Temperatur von 6Q C gleichzeitig innerhalb von 2 Stunden unter Rühren einlaufen : a) eine Mischung von
237, 5 g n-Butylacrylat,
12, 5 g Methacrylsäure-f3-hydroxypropylester, b) eine Lösung von
1, 2 g Ammoniumpersulfat gelöst in
50 ml Wasser, c) eine Lösung von
1, 6 g Natriumsulfit gelöst in 50 ml Wasser.
Nach beendetem Zulauf wurde noch 6 Stunden bei 55 C gerührt. Dann wurde unter Rühren auf Raumtemperatur abgekühlt. Es wurde eine stabil'e etwa 37 % ige Emulsion erhalten.
Diese Vergleichsdispersion und die, wie vorstehend beschrieben, erhaltene erfindungsgemässe Dispersion (B) wurden jeweils wie folgt ads Bindemittel in der Färberei eingesetzt :
Aus 40 g der einen bzw. der anderen Dispersion
2 g eines blauen Pigmentfarbstoffs (Acraminblau F3G),
20 g eines teilmethylverätherten Trimethylol melaminharzes (Cassurit ES13),
20 g einer 5 % igen Polyacrylamidlösung in
Wasser,
10 g Magnesiumchlorid und
908 g Wasser wurde eine Färbeflotte hergestellt. Mit dieser wurde je ein Baumwollgewebe getränkt, abgequetscht, getrocknet und dann 2 min bei 150 C fixiert.
Die Proben werden nach DIN 54 004 bis Typ 6 belichtet und anschliessend bei 95 C gewaschen.
Die erhaltenen Färbungen zeigen, dass die erfin dungsgemäss verwendete Dispersion eine bessere Farb stoffausbeute ergibt und sich nach Belichtung in der Wäsche besser verhÏlt.
Die in vorstehender Weise hergestellten Färbungen zeichnen sich auch durch gute Beständigkeit in der Chemischreinigung aus. Die nach dem erfmdungsgemässen Verfahren hergestellte Färbung zeigte hierbei keinen Unterschied zu der mit der bekannten Binde mitteldispersion hergestellten Färbung.
Erfindungsgemäss zu verwendende Dispersionen eignen sich auch f r die Hochveredlung. Der hierbei erzielbare Effekt ergibt sich aus folgenden Versuchen :
Die im erfindungsgemässen Verfahren eingesetzte Dispersion wurde folgendermassen hergesteHt :
In 480 g luftfreiem Wasser werden
2, 4 g Natriumbicarbonat und
19, 2 g Olefinsulfonat gelöst und auf 55 C erhitzt.
Man lässt dann innerhalb von 3 Stunden unter R hren gleichzeitig zulaufen : 1. 80 g Maleinsäureäthylhexytoxäthylester
64 g Butylacrylat 152 g 2-Athylhexylacrylat
120 g Styrol 2. 1, 60 g Ammoniumpersulfat gelöst in 80 g Wasser 3. 2, 56 g Natriumsulfit gelöst in 80 g Wasser.
Man hält dann unter weiterem R hren noch 6 Stunden bei 55 C und tässt dann erkalten.
Man erhÏlt eine 39 X ige stabile Dispersion.
Gegenüber einer Hochveredlungsflotte auf Basis von Dimethyloläthylenharnstoff wurde vergleichend mit einer Flotte geprüft, in der ein Teil des Dimethylol äthylenharnstoffes durch die vorstehend beschriebene Dispersion ersetzt war.
Folgende Flotten wurden miteinander verglichen :
I. 120 g/l DimethylolÏthylenharnstoff
15 g/l MgCl2 6H2O II. 80 g/l DimethylolÏthylenharnstoff
60 g/l obiger Dispersion
10 g/l MgCl2 6H2O
Mit diesen Flotten wurde Baumwollgewebe getränkt, auf 70 % abgequetscht und 3 Minuten bei 145 C kondensiert.
Ergebnisse :
Na?knitterwinkel Trockenknitterwinkel nach Tootal nach Monsanto ungewaschen gewaschen * ungewaschen gewaschen *
Kette Schuss Kette Schuss Kette Schu? Kette Schuss
I. 128¯ 135¯ 127¯ 143¯ 125¯ 136¯ 124¯ 128¯ II. 128 140 130 145 124 127 124 128
Reissfestigkeit in kg Scheuerfestigkeit in , f,-Verlust ** ungewaschen gewaschen * ungewaschen gewaschen * I. 22, 8 23, 1 20, 3 19, 9 II. 26, 6 24, 1 18, 2 15, 2 * 2 h Kochwäsche mit 3 g/l ¸Dixan¯ ** ¸Accelerotor¯, 11/2 Min. bei 3000 U./min mit Silicium-Zylinder.
Bei Ersatz eines Teiles des Dimethytoiäthytenham- stoffes durch die erfindungsgemäss verwendete Dispersion ergaben sich bei verbesserten Na?knitterwinkeln und praktisch gleichen Trockenknitterwinketn deutliche Verbesserungen in der Reiss-und Scheuerfestigkeit.
Ahnlich gute Ergebnisse werden erzielt, wenn Hochveredlung und Pigmentfärbung kombiniert werden.
Die vorstehend beschriebene erfindungsgemäss verwendete Dispersion wurde im Vergleich zu einer Dispersion gemäss Beispiel 2 der französischen Patentschrift Nr. 1 181 170 (hergestellt wie vorstehend beschrieben) als Bindemittel für Nadelvliese untersucht.
Die Imprägnierflotten wurden folgendermassen hergesteNt : I. 700 g/l Dispersion gemäss Erfindung (39, 5% ig)
100 g,/l einer 50% igen wässrigen Lösung von
Melaminhexamethylolhexamethyläther
20 g/l einer 35 % igen wässrigen Lösung von
2-Amino-2-methyl-propanol- (1) hydrochlorid als Katalysator.
II. 770 g/t Dispersion gemäss französicher Patent schrift Nr. 1 181 170 (36 % ig)
100 g/l einer 50 igen wässrigen Lösung von
Melaminhexamethylolhexamethyläther
20 g/I einer 35 % igen wässrigen Lösung von
2-Amino-2-methyl-propanol-(1) hydrochlorid.
Die Flotten wurden mit Natronlauge auf pH 8, 0 eingestellt.
Abschnitte eines Nadelvlieses aus Wolle, Zellwolle und Polyamidfasern wurden foulardmässig mit den Flotten imprägniert, wobei die Flottenaufnahme etwa 80 % betrug (bezogen auf das Gewicht des lufttrockenen Vlieses). Getrocknet und nacherhitzt wurden die imprägnierten Vliese in einem Arbeitsgang bei 170 ¯C während 15 min in einem Labortrockner und Fixierer der Fa. Werner Mathis, CH-8155 Niederhasli/ZH.
Prüfungsergebnisse : a) Beständigieit gegen Trichlorathylen I : gut
II : gut
Hierzu wurden Abschnitte des Nadelvlieses von 10 x 10 cm Grösse 15 Minuten lang intensiv mit Trichloräthylen in einer Schüttelmaschine geschüttelt. Beurteilt wurde der Griff. b) Scheuerfestigkeit I : 8, 8% Seheuerverlust
II : 12, 6% Scheuerverlust
Die Scheuerfestigkeit wurde mit dem Gerät von Frank-Hauser (Fa. Karl Frank, Mannheim) ermittelt.
Folgende Prüfbedingungen wurden eingehalten : Tischbelastung : 2 kg
Schmirgelpapier : 180
5000 Touren, nach jeweils 100 Touren abgeburstet. c) R ckfederung (Stuhlbeinlest) % Stauchung % Rückfederung bezogen auf Dicke bezogen auf Stauchung I. 49 98 II. 53 98
Die Prüfung der Stauchung und Rückstellung erfolgte nach einer Belastung von 2, 2 kg während 2 Stunden. Die Rückstellung wurde sofort nach Entlastung (Rückfederung) sowie nach 60 min gemessen, wobei sich herausstetlte, dass zwischen den Rückstelllungswer- ten sofort und nach 60 min gemessen, praktisch kein Unterschied besteht.
Die Stauchung ist gleichzeitig ein Mass für die Steife bzw. Härte des Vlieses. Je härter das Vlies ist, um so geringer ist die Stauchung.
Das Ergebnis vorstehender Vergiieichsversuche macht ersichtlich, dass sich das erfindungsgemässe Verfahren bei allen Prüfungen der Behandlung mit der Vergleichsdispersion gemäss französischer Patentschrift als überlegen erweist.