DE1769249A1

DE1769249A1 - Verfahren zur Behandlung von Fasermaterial

Info

Publication number: DE1769249A1
Application number: DE19681769249
Authority: DE
Inventors: Bey Alvin Ernest
Original assignee: Dow Corning Corp
Current assignee: Dow Silicones Corp
Priority date: 1967-04-26
Filing date: 1968-04-25
Publication date: 1970-10-29
Also published as: FR1561732A; AT284781B; BE714228A; GB1200237A; CH615968D; US3494788A; NL6805943A; SE362908B

Description

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Behandlung von Faser material durch Auftragen von Organosiloxanes und anschliessendem Trocknen des Fasermaterials beansprucht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Organosiloxane Emulsionen von festen Siloxanmischpolymerisaten aus 50 bis 95 Gew.-# Einheiten der Formel ISiO,y₂ ~ ^und

5 bis 50 Gew.-^ Einheiten der Formeln R'gSiO- und R¹¹^SiO₁Z₂ worin R, R¹ und R^M gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten, verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann zur Behandlung von beliebigem Fasermaterial natürlicher oder synthetischer Herkunft verwendet werden, wobei die verschiedenen erfindungsgemäß verwendbaren Siloxanmischpolymerisate ähnlich wie bei

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den bekannten Behandlungsmethoden für einige der Fasermaterialien besser geeignet sind als für andere. Nichtsdestoweniger wird jedoch durch die Behandlung gemäß dem erfindungßgemäßen Verfahren eine Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Verschmubaling bei allen Fasermaterialien ersielt, Fasermaterialien, die erfindungsgemäß behandelt werden können, sind z.B, solche aus Wolle, Jute, Flachs, Asbest, Baumwolle, fieyon, Nylon, Acrylaten, Polyacrylnitril, Polyvinylidenchlorid, Polyestern, Celluloseacetat, Glas und Gemische hiervon.

Wie bereits ausgeführt, erfolgt die erfindungsgeaäße Behandlung des Fasermaterials mit einer Emulsion aus festen Siloxanmischpolymerisaten der angegebenen Art. Unter "festen Siloxarien" ist su verstehen, daß diese nach Verdampfen des V/assers qus der Emulsion weder gasförmig, noch flüssig sind, obwohl sie in der Emulsion selbst in flüssigem Zustand vorliegen können. Zur Erzielung der besten Ergebnisse sollte das nach Verdampfen des Wassers aus der Emulsion niedergeschlagene Siloxan ein leicht verreibbarer oder spröder Feststoff sein, wobei das erstere bevorzugt ist. Selbstverständlich können gegebenenfalls auch Gemische der Mischpolymerisate verwendet werden. Vorzugsweise liegt die

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Menge an RSiQ₅^-Einheiten im Bereich von 60 "bis 80 Gew.-$

₅^
und die an R¹ gSiO- und R¹¹^SiO₁ /^-Einheiten im Bereich von

20 "bis 40

Die Reste R, RV und R" in den Siloxaneinheiten können Alkyl-, Alkenyl-, Alkinyl-, Cycloalkyl-, Aryl-, Alkaryl- oder Aralkylreste sein und diese können mit Halogenatomen oder Amino-, Mercapto-, Hydroxyl-, Epoxy-, Acrylato-, Cyano- und Carboxylgruppen substituiert sein; es dürfen jedoch je Rest nicht mehr als 7 C-Atome vorhanden sein. Spezielle Beispiele für derartige Reste sind Methyl-, Xthyl-, Propyl-, Butyl-, Amy1-, Hexyl-, Heptyl-, Vinyl-, Allyl-, Hexenyl-, Propargyl-, Cyclohexyl-, Phenyl-, ToIy!-,Benzyl-, Chlormethyl-, 3»3>3-Trifluorpropyl-, Dichlorphenyl-, Aminopropyl-, Aminobutyl-, H (CH₂)₅-, H₂NCH₂CH₂NHCH₂CH(CH₅)Ch₂-, Mercaptopropyl-, Mer

—"""""Ov ,

captoäthyl-i Hydroxypropyli CH₂-CHCH₂O(CH₂)^-_t CH₂=CHCOO

)₅-, CH₂=C(CH₅)COO(CH₂I₅-, Cyanoprop3^rl-> Cyanoäthyl-, Carboxyätliyl- und Carboxyphenylreste. Methyl- und Hercaptopropylreste sind jedoch bevorzugt.

Die bei dem erfindungsgemäßen Yerfahren eingesetzten Emulsionen können durch Emulsionspolymerisation von Gemischen aus den entsprechenden Silanen und/oder Siloxanen

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gemäß den in der Deutschen Patentschrift 1,037,707, der Canadischen Patentschrift 765,451 und der Französischen Patentschrift 1,460,203 beschriebenen Verfahren hergestellt werden.

Me Emulsionen können auf das Fasermaterial in beliebiger Weise aufgetragen werden« Me Paßern können beispielsweise eingetaucht oder durch die Emulsion gezogen

werden oder die Emulsion kann aufgestrichen, gebürstet oder gesprüht v/erden. Me bevorzugte Methode besteht gegenwärtig darin, die Emulsion auf das Material aufzxisprühen beispielsweise mittels eines Aerosols.

Eine weitere HöirliebJreit für die Aufbringung der Emulsionen besteht" darin, dieselben in ein Reinigungsmittel einzuarbeiten. Das ist besonders dnnn yqn, Vorteil·? wenn die Emulsion auf Vorleger oder Teppiche aufgetragen, fc werden soll, die in Wohii- oder Büroräumep ihren festen Plat-κ haben» Hierbei irann in einem Arbeitsgang dje Reinigung ipd die AuerüFtung gegen Verschmutzung erreicht werden. Me bei ten Ergol-nisge werden jedoch ii weiEß dann erhalte», ν,'ρ,ηη der Teppich z^ers,"|i und dann das Siloxan aufgetragen wird.

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Wie oben erwähnt, kann die Emulsion auf das Material durch den Verbraucher aufgetragen werden. Die Emulsionen können jedoch auch am Herstellungsort der Gewebe oder Teppiche aufgebracht werden. Ferner ist es möglich,, die Emulsionen auf die Garne vor deren Verarbeitung zu dem ausgerüsteten Endprodukt aufzubringen.

Allgemein ausgedrückt ist es vorteilhaft, die Siloxane λ

auf das Fasermaterial in solchen Mengen aufzutragen, daß eine Gawichtsaufnahme im Bereich von 0,1 bis 2',a Siloxanfeststoffe bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials erreicht wird, Die besten Ergebnisse werden im allgemeinen im Bereich von 0,4 bis 0,8yo erzielt. Obwohl auch mehr als 2\> Siloxane aufgetragen werden können, rechtfertigt der damit erzielte Vorteil (wenn überhaupt) im allgemeinen nicht die damit verbundene Kostensteigerung. Im Hinblick auf Teppiche oder ähnliche Materialien bedeutet das, daß die Siloxane vorteilhaft auf das Material in Mengen im ™

Bereich von 0,1 bis 1,5 g Siloxanfes tstoffe pro sq.. ft. (0,0⁽J m") aufgetragen werden. Die besten Ergebnisse können im allgemeinen erhalten werden, wenn die aufgebrachte Menge im Bereich von 0,32 bis 0,64 g pro 1000 cm ² liegt. Wenn das Siloxan zusammen mit einem Heinigunga-

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mittel verwendet wird, beispielsweise mit einem Vorlegeroder Teppichshampoo ist es vorteilhaft, wenn mindestens 0,43 g je 1000 cm"" aufgetragen werden. Die Konsentration der Siloxa/ie in der Emulsion ist nicht entscheidend und für das Verfahren von untergeordneter Bedeutung»

Nach dem Aufbringen der Emulsion wird das E'aserniaterial durch beliebige geeignete Maßnahmen getrocknet, Die einfachste Arte des Trocknens besteht beispielsweise darin, das behandelte Pasermaterial bei Raumtemperatur der Luft auszusetzen, wobei das Wasser verdunstet. Der Trockenvorgang kann selbstverständlich durch DarüberbLaaon von Luft oder einem anderen geeigneten Gas, insbesondere einein erhitaben Gas beschleunigt v/erden. Das Trocknen kann auch dadurch bewerkstelligt werden, daß das behandelte Material durch einen Ofen gezogen wird. Weiterhin können auch andere bekannte Maßnahmen zum Trocknen des Materials ψ angewendet werden.

Beispiel 1:

Der in diesem Beispiel verwendete synthetische Schmutz wurde wie folgt hergestellt: 748 g Torfmoos mit einer Korngröße von etwa 0,5 mm (30 mesh), 109 g Calciumcarbonat, 21 g Siliciumdioxid, 21 g Zement, 21 g Kaolin, 5 g Ofenruß und 1 g rotes Eisenoxid wurden in einem Eimer

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von Hand vermischt. Dann wurde dieses Gemisch in zwei Glasschalen gegeben und 2 Stunden in einem Ofen bei 10O⁰C getrocknet. Anschließend wurde das Gemisch 2 Stunden in einer Kugelmühle vermählen, wobei nach der ersten Stunde 11 g Mineralöl zugegeben wurden.

Die Behandlung wurde mit drei verschiedenen Teppichsorten vorgenommen. Der erste war ein blaßgrüner Florteppich aus verzwirnter Wolle, mit einer Haardecke von 1,6 cm; der ■ " zweite war ein hellgelber Florteppich aus Acrylatfasern mit einer Haardecke von 1»27 cm und der dritte war ein blaß-tee-farbener Schlingenteppich aus Nylon mit einer Haardecke von 0,96 cm.

Auf jeweils die Hälfte eines 15,24 χ 15,24 cm großen Stükkes dieser Teppiche wurden (2,81 kg/cm ) verschiedene Siloxanmischpolymerisatemulsionen gesprüht, mit einem Siloxanfeststoffgehalt von O,34£» Die Feststoffaufnahme g

2
betrug 0,45 6 pro 1000 cm .

!fach der Behandlung wurden die Proben 60 Minuten bei 100^QC getrocknet und dann 30 Minuten in einer Trommel von 113,6 1 Fassungsvermögen bewegt, die 20 g des oben beschriebenen synthetischen Schmutzes für jeweils 100 g

BAD OBiGINAI.

β -

"CoS 8 ^ / ' 5 3-3

Teppich und 25 Gummistopfen Nr. 7 enthielt. Nachdem die Proben in dieser V/eise verschmutzt worden waren, wurden sie sorgfältig mit einem Staubsauger gereinigt. Dann wurde die behandelte Seite gegen die unbehandelte Seite mittels eines photoelektrischen Reflektometers beurteilt. In gleicher V/eise wurde das Reflexionsvermögen des unbehandelten, unverschmutzten Teppichs gemessen. Die Wirksamkeit der Behandlung wurde -unter Verwendung der folgenden Formel und der Reflexionoergebnisee ermittelt:

behandelt . - unbehandelt (verschmutzt;) < (verschmutzt) χ 100 = Beurteilung

unbehandelt - unbehandelt (nicht verschmutzt) (verschmutzt)

Je höher der Zahleiiwert für die Beurteilung, umso besser war die Behandlung, In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse für die verschiedenen Teppiclisurten mit verschiedenen oiloxanmiBchpolymerisateii mißninmengestellt. Das Ge-■Wichtsverhältnis von RSiO^/g-Einheiten zu den R^f ₂Si0- und R¹¹^SiO₁/p-Einhe it en ist gleichfalls aufgeführt. Ferner wurde eier Typ des oberflächenaktiven Mittels angegeben.

Wurden die folgenden Siloxanmlschpolymerisate anstelle der Mischpolymerisate aus Beispiel 1 verwendet, wurden

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praktisch, die selben Ergebnisse erzielt;

A.

₅ CH₃(C₂H₅)SiO -

.(CHO₀SiO -

B.

C. D/

₃₅ CF₃CH₂CH₂(GH₃)SiO -

₃₅ CF₃CH₂CH₂(CH₅

E. HSCH₂CHpCH₂SiO₃/₂ (CH₃J₂SiO )

F.

CH₃SiO₃ z₂ (CH₃)₂Si0

₂₂₂ (CH₃)_?Si0 -

G.

(CH

I, CH₀=C(CH^)COO (CH₀J

(CH₃J₂SiO -

^x- 10 -

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Gewicht sy er- !Peppichsorten und Beurteilung

Mischpoly- hältnis in Oberflächenak-

merisat Siloxaneinheiten den Einheiten tives Mittel Wolle Acrylat Nylon

CH₃SiO,,

66/34

kationisch

80

69

80/20 kationisch

82

75

GH₃SiO₃^₂ )

66/34

anionisch

24

ο ο co

₃y (CH₃J₂SiO

₃₇ (CH₃J₂SiO

CH₅SiO_{3 Λ}, II)S

60/40

80/20

95/5

kationisch

27 91

69

50

C₆H₃SiO₃₇₂

50/50

kationisch

<0

23

cn

CD

CO

CV r > CX) c» r· : x-

(Ti CD

Gewichtsver- Teppichsorten und Beurteilung

Miechpoly- hältnie in Oberflächenak-

merieat Siloxane inhe it en den Einheiten tives Mittel* Wolle Acrylat Nylon H ■ C₆H₅SiO₃Z₂ 80/20 anionisch <0 ' 22 H

₂Si0

60/40 kationisch 20 <0 15

, ^χ Als kationischea oberflächenaktives Mittel wurde Lauryltriraethylainmoniumhydroxid und als , J^ . onionischea oberflächenaktives Mittel wurde Oodecylbenzolsulfonsäure verwendet. ' Zl

CD

CO CD

Claims

Ρ_β ΐ e η t an s_D_r ü c h e

1, Verfahren sur Behandlung von Faßermaterial durch. Auftragen von Organosiloxanen und anschließendem Trocknen des Fasermaterials, dadurch g e k β η η |. ζ «lehnet, daß als Organosiloxane Emulsionen

Ton festen Siloxanmischpolymerisaten aus 50 hie 95 Crew.*-5i 3Binheiten der Formel ESlO, y₂ * ¹^ 5 "bis 50 Gew.-^o Einheiten der Formeln EV₂SiO - und

worin B, R^f und Jt* gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 7 C-Atomen heäeuten, verwendet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d β d u r c h ^ e -W fc e η η ζ e i ο h η e t , daß

aate, fliorin R Hethjl"^ Xthyl-, Vinyl-,, Bh^nirl-;, 5 "_f ^--Heroaptopropyl- und and S* aüjd P" j«weiliS

mntb immpmwsk 1, -d # 4 mn e U g φ

ff

aus

(1) HSCH₂CH₂CH₂SiO₃ /₂.- oder CH₅SiO₅ ^-Einheiten

und aus

(2) (CH₃)₂Si0- oder (CHj)₅SiO₁/_g - Einheiten verwendet werden.

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