DE1469406B - Mittel zum Knitterfestausrusten von Stoffen auf Grundlage von Cellulose - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft das Knitterfestausrüsten von Stoffen auf Grundlage von Cellulose.

Es ist bekannt, Stoffe auf Cellulosegrundlage, z. B. Baumwolle und Reyon, mit organischen Verbindungen zu behandeln, die zwei oder mehr stick- stoffhaltige Gruppen und zwei oder mehr reaktionsfähige Methylolgruppen enthalten, um das Rückfedervermögen dieser Stoffe zu verbessern. Auf diese Weise behandelte Stoffe haben sich jedoch gegenüber Hypochloritbleichmitteln als sehr empfindlich erwiesen.

Es ist ferner-bekannt, zum .Knitterfestausrüsten von Stoffen auf Grundlage von Cellulose Reaktionsprodukte aus Alkylcarbaminaten und Formaldehyd zu verwenden (schweizerische Patentschrift 372 653 und USA.-Patentschrift 3 144 299). Diese bekannten Mittel beeinträchtigen jedoch die Lichtechtheit von gefärbten Stoffen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Mittel zum Knitterfestausrüsten von Stoffen auf Grundlage von Cellulose, bestehend aus einer wäßrigen alkalischen Lösung mit etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent von Reaktionsprodukten von Formaldehyd und Carbamat in einem Molverhältnis von mindestens 2:1, dadurch gekennzeichnet, daß als Carbamat ein Hydroxyalkylcarbamat enthalten ist, das in einem Molverhältnis von etwa 2:1 bis 3:1 gebildet wurde, wobei das Reaktionsprodukt der Formel

sondern auch die Forderung, daß die auszurüstenden Stoffe und ihre Farbeigenschaften durch das zur Ausrüstung verwendete Mittel nicht geschädigt werden dürfen.

Die erfindungsgemäßen Ausrüstungs- oder Veredelungsmittel lassen sich leicht und in wirtschaftlicher Weise durch Umsetzung von Formaldehyd mit einem Hydroxyalkylcarbaminat in einer wäßrigalkalischen Lösung herstellen. Nach vollständiger Umsetzung wird die Lösung durch Zugabe einer Säure neutralisiert. Die so gebildeten Produkte werden nicht isoliert, sondern in der wäßrigen Lösung auf den Stoff angewendet. Es wird angenommen, daß die aktiven Bestandteile Hydroxyalkyl-N-N-dimethylolcarbaminate sind, und für die Zwecke dieser Beschreibung werden sie als solche bezeichnet. Sie können durch die Formel

O CH₂-OH

HO — CH — CH — O—C—N

R'

CH₂-OH

O
HO —CH-CH-O—C—

R'

CH₇-OH

CH,- OH

30

35

entspricht, worin R und R' Wasserstoffatome oder Methyl-, Äthyl-, Phenyl-, Halogenmethyl- oder Hydroxymethylreste bedeuten.

Es wurde gefunden, daß Stoffe auf Grundlage von Cellulose, die mit dem erfindungsgemäßen Mittel behandelt werden, knitterfest sind, nach dem Waschen glatt trocknen, von Hypochfüritbleichmitteln nicht geschädigt werden und die Lichtechtheit von gefärbten Stoffen weniger beeinträchtigen als die bekannten Alkylcarbaminatderivate. Die erzielte Ausrüstung bleibt auch nach wiederholtem Waschen und Säuern erhalten. Die erfindungsgemäßen Mittel eignen sich auch besonders gut für die Anwendung in einem mit aufgeschobener Härtung arbeitenden Verfahren zur Herstellung von Kleidungsstücken oder Teilen davon mit permanenten Falten.

Verfahren der aufgeschobenen Härtung sind beispielsweise aus den USA.-Patentschriften 2 709 141 und 2 974 432 und der britischen Patentschrift 905 044 bekannt. Die bei diesen bekannten Verfahren eingesetzten Aminoplastbildner haben jedoch ebenfalls die Nachteile, deren Vermeidung Aufgabe der Erfindung ist. Von den verschiedenen Melaminharzen ist außerdem bekannt, daß sie beim Gebrauch die damit ausgerüsteten Stoffe vergilben und deshalb vor allem für die Ausrüstung von weißen Stoffen nicht in Betracht kommen.

Die erfindungsgemäßen Mittel sind den bekannten Mitteln dadurch überlegen, daß sie sämtliche Forderungen, die an Knitterfestausrüstungen gestellt werden, in ausgezeichneter Weise erfüllen, und zwar nicht nur die Forderung nach Knitterfestigkeit des ausgerüsteten Stoffes und Haltbarkeit der Ausrüstung, dargestellt werden, worin R und R' Wasserstoff oder Methyl-, Äthyl-, Phenyl-, Halogenmethyl- oder Hydroxymethylreste bedeuten. Die im Rahmen der Erfindung bevorzugten Veredelungsmittel sind Hydroxyäthyl - N,N - dimethylolcarbaminat, Hydroxypropyl - N,N - dimethylolcarbaminat und Gemisch daraus. Weitere verwendbare Mittel sind beispielsweise Hydroxybutyl - N,N - dimethylolcarbaminat, 3^rChlor-2-hydroxypropyl-N,N-dimethylolcarbaminat und 2,3 - Dihydroxypropyl - N,N - dimethylolcarbaminat.

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Veredelungsmittel verwendeten Hydroxyalkylcarbaminate sind durch Umsetzung eines' Alkylencarbonate mit Ammoniak leicht zugänglich. Diese Produkte sind in der USA.-Patentschrift 2 627 524 beschrieben.

Es wird angenommen, daß die durch die erfindungsgemäßen Veredelungsmittel verbliebene Knitterfestigkeit auf einer Vernetzung der Cellulosemoleküle beruht, die durch die Umsetzung der Methylolgruppen» des Veredelungsmittels mit den Hydroxylgruppen der Cellulose erfolgt. Es wurde erwartet, daß die Hydroxylgruppe an der Alkylgruppe der erfindungsgemäßen Veredelungsmittel diese Vernetzungsreaktion dadurch stören würde, daß sie einen Teil der Methylolgruppen verbraucht, überraschenderweise ist dies nicht der Fall. Vielmehr ist ein zusätzlicher Vorteil darin -zu erblicken, daß die Hydroxylgruppe anschließend für weitere Reaktionen während zusätzlicher Ausrüstungsstufen, z. B. beim Färben, zur Verfügung steht.

Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Veredelungsmittel wird der Lösung ein saurer Katalysator zugesetzt. Es können die üblichen Verfahren für die Textilausrüstung und Veredelung angewendet werden. Die Konzentration des Veredelungsmittels in der Lösung liegt gewöhnlich zwischen etwa 5 und 20 Gewichtsprozent. Der Katalysator macht gewöhnlich etwa 0,5 bis 8 Gewichtsprozent der Lösung aus. Der Stoff wird mit der Lösung in der Weise behandelt, daß er etwa 50 bis 100% Lösung, bezogen auf sein Eigengewicht, zurückhält. Anschließend wird er bei einer Temperatur unter etwa 110⁰C getrocknet. Die Vernetzung oder Härtung wird dann durch Erhitzen

des behandelten Stoffes auf eine Temperatur von etwa 130 bis 200⁰C bewirkt. Im allgemeinen ist die Härtung nach etwa 3 bis 5 Minuten, beendet.

Verwendbare saure Katalysatoren sind dem Fachmann allgemein bekannt. Die für diese Umsetzung normalerweise verwendeten Katalysatoren sind sauer reagierende Salze. Im allgemeinen handelt es sich hierbei um Salze von schwachen Basen mit starken Säuren. Beispiele für solche sauren Salze sind unter anderem Zinkchlorid, Magnesiumchlorid, Zinknitrat, Magnesiumnitrat und Aminsalze von starken Mineralsäuren. Auch Salzsäure kann als Katalysator verwendet werden.

Die veredelten Stoffe können unmittelbar nach dem Trocknen gehärtet werden. Es ist jedoch ein Vorteil der erfindungsgemäßen Veredelungsmittel, daß man auch eine aufgeschobene Härtung anwenden kann. Die Beschaffenheit der erfindungsgemäßen Mittel erlaubt eine langzeitige Lagerung des behandelten Stoffes vor der Härtung, ohne daß nachteilige Wirkungen auftreten. Bei einer Arbeitsweise mit aufgeschobener Härtung wird der behandelte Stoff zugeschnitten und zu Kleidungsstücken genäht, und Falten oder Plissees werden vor dem Härten in die Kleidungsstücke eingedrückt. Die Härtung führt dann zu Dauerfalten oder Permanentplissee.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Die angewandten Prüfmethoden sind im Technical Manual of the American Association of Textile Chemists and Colorists, Bd. 39, 1963, beschrieben.

Herstellung eines erfindungsgemäßen Mittels

Eine 5Ögewichtsprozentige Lösung von Hydroxyäthyl-N,N-dimethyloIcarbaminat ist durch Vermisehen von 52,5 g Hydroxyäthylcarbaminat, 121,5 g einer 37%igen wäßrigen Formaldehydlösung und 21 g im Natriumhydroxyd hergestellt worden. Nach dem Stehenlassen über Nacht bei Zimmertemperatur ist die Lösung neutralisiert worden. Die Titration auf freien Aldehyd (M ο r a t h und Woods, Anal. Chem., Bd. 30, S. 1437 bis 1440 [1958]) hat einen Methylolierungsgrad (je Mol Carbaminat umgesetzter Formaldehyd in Mol) von 1,89 (theoretischer Wert 2,0) ergeben.

B e i s ρ i e 1 1

Aus 40 g der wie vorstehend beschrieben erhaltenen Lösung, 2,4 g einer 50%igen Lösung von Zinknitrathexahydrat und 157,6 g destilliertem Wasser wird eine Klotzlösung hergestellt. Diese Lösung wird auf Proben von 80 χ 80 gereinigtem, entschlichtetem, gebleichtem Baumwolldruckstoff angewendet. Hierfür wird ein Laboratoriumshandwringer zur Erzielung einer Naßaufnahme von 85% verwendet.

Die Proben werden auf ihre ursprünglichen Abmessungen gespannt, 7 Minuten bei 60° C getrocknet und 3 Minuten bei 160⁰C gehärtet. Die Stoffe werden unter Verwendung eines nichtionischen Detergens gewaschen und auf der Leine getrocknet. Die Proben haben einen Wasch-Wear-Wert von 5, einen Knittererholungswinkel von 273° (Kette + Schuß) und eine Bruchfestigkeit von 14,5 kg. Eine unbehandelte Baumwollprobe hat einen Wasch-Wear-Wert von 2 und einen Knittererholungs winkel von 112° (Kette + Schuß).

Beispiel'2

Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Ausnahme, daß an Stelle von Hydroxyäthylcarbaminat 2 - Hydroxypropyl carbaminat verwendet wird. Der veredelte Stoff hat einen Wasch-Wear-Wert von 5 — , einen Knittererholungswinkel von 249° (Kette + Schuß), eine Bruchfestigkeit von 14,3 kg und eine Festigkeitserhaltung nach Bleichen und Sengen von 94,7%.

Beispiel 3

Die im Beispiel 1 beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt mit der Ausnahme, daß 5% Magnesiumchloridhexahydrat als Katalysator verwendet und die behandelten Proben lediglich getrocknet und nicht gehärtet werden. Die, behandelten Proben werden dann bei Zimmertemperatur und 65% relativer Feuchtigkeit 7 Wochen lang gelagert. Danach werden die Proben 3 Minuten bei 16O⁰C gehärtet, miT einem nichtionischen Detergens gewaschen und auf der Leine getrocknet. Die Proben haben einen Wasch-Wear-Wert von 5, einen Knittererholungswinkel von 267° (Kette + Schuß) und eine Festigkeitserhaltung nach Bleichen und Sengen von 97,4%.

B e i s ρ i e 1 4

Die Beständigkeit einer Baumwollausrüstung auf der Grundlage von Hydroxyäthyl-HN-dimethylolcarbaminat gegenüber einer Hydrolyse durch Säure wird durch 5minutiges Eintauchen des behandelten und gehärteten Stoffs in eine wäßrige Lösung von 77°C geprüft, die 1,5% Phosphorsäure und 5% Harnstoff enthält (pH-Wert 1,9). Zum Vergleich wird ein mit Dimethyloltetrahydropyrimidinon (einem bekannten Veredelungsmittel) behandelter Stoff gleichfalls in eine solche Lösung eingetaucht. Die in der folgenden Tabelle angegebenen Werte lassen erkennen, daß die Ausrüstung auf Grundlage von Tetrahydropyrimidinon nahezu vollständig von dem Stoff entfernt wird, wohingegen die Ausrüstung auf Grundlage von Hydroxyäthyl-N.N-dimethylolcarbaminat ihre Wasch-Wear-Eigenschaften größtenteils beibehält.

Ausrüstung

Gewicht

Wasch-Wear-Wcrt Reißfestigkeit, g

Sch

Knittcr-

crholungswinkel (K + Sch)

Hydroxyäthylcarbaminat

vor der Behandlung ..

nach der Behandlung .
Tetrahydropyrimidinon

vor der Behandlung ..

nach der Behandlung .

8,42
8,35

8,73
8,48

5-1 +

440
458

416
760

187
210

192
480

279

271

277
119

B ei s pi e1 5

Eine Anzahl von Auftragbädern werden hergestellt unter Verwendung von Hydroxyäthyl-N,N-dimethylolcarbamat als Ausrüstungsmittel entsprechend der Erfindung und unter Verwendung des bekannten Methyl-NjN^dimethylolcarbamats. Ein bekannter saurer Katalysator ist in jedem Bad enthalten. Der Anstieg des Trockengewichtes des behandelten Tuches wird nach einer Trocknung des Tuches bei 150° G während 3. Minuten und anschließender Härtung bei 165° C während 1,5 Minuten bestimmt.

Es ergibt sich aus den nachfolgend aufgeführten Werten, daß in jedem Fall ein größerer Anstieg des Trockengewichtes bei dem erfindungsgemäßen Ausrüstungsmittel erhalten wird. Es ergibt sich also ein geringerer Verlust des Mittels von dem Tuch während des Trocknens und Härtens. ·

	Auftragbadzusammensetzung	Methy!- dimethylol- carbamat ■■·	Katalysator	% Zunahme
	(Gewichtsprozent)		2	des Trocken gewichtes
		5	2	6,0
	Hydroxy- äthyl- dimethylol- carbamat	—	3	5,6
1.	5	5	3	7,7
	—	—	2	6,6
2.	5	7,5	2 .	8,3
	—	—	3 ■	6,8
3.	7,5	7,5	3	9,7
	—	—	4	8,6
4.	7,5	10	4	13,0
	—			10,9
5-	10
	—

Die den Stoffen auf Cellulosegrundlage durch die erfindungsgemäßen Veredelungsmittel verliehene Ausrüstung ist hinsichtlich ihrer Hydrolysebeständigkeit, insbesondere unter sauren Bedingungen hervorragend und bleibt auch bei wiederholtem Waschen und Säuern erhalten. Ihre Beständigkeit macht diese Mittel für die Verwendung bei Arbeitsabläufen mit aufgeschobener Härtung besonders gut geeignet. Außerdem lassen sich die erfindungsgemäßen Mittel ίο sehr viel leichter und wirtschaftlicher herstellen als die bekannten Veredelungsmittel.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mittel zum Knitterfestausrüsten von Stoffen auf Grundlage von Cellulose, bestehend aus einer wäßrigen alkalischen Lösung mit etwa 5 bis etwa 20 Gewichtsprozent von Reaktionsprodukten von Formaldehyd und Carbamat in einem Molverhältnis von mindestens 2:1, dadurchgekennzeichnet, daß als Carbamat ein Hydroxyalkylcarbamat enthalten ist, das in einem Molverhältnis yon etwa 2:1 bis 3 :1 gebildet wurdf wobei das Reaktionsprodukt der Formel

   O CH₂-OH

   HO — CH- CH- O—C-N

   I I- \

   RR' CH₂-OH

   entspricht, worin R und R' Wasserstoffatome oder Methyl-, Äthyl-, Phenyl-, Halogenmethyloder Hydroxymethylreste bedeuten.