DE1807046A1

DE1807046A1 - Verfahren zur Behandlung von Textilmaterialien

Info

Publication number: DE1807046A1
Application number: DE19681807046
Authority: DE
Inventors: Rozek Thomas Frank
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1967-12-15
Filing date: 1968-11-05
Publication date: 1969-06-26
Also published as: US3540923A; BE723522A; NL6815431A; FR1594745A; GB1239238A

Description

The Dow Chemical Company, Midland, Michigan, U.S.A. H/He/P

Verfahren zur Behandlung von Textilmaterialien DC 12,

In der Textil- und Stoffindustrie werden seit einigen Jahren !Fluorkohlenstoff verbindung en als Abweiser gegen öl und Wasser verwendet. Die ersten Fluorkohlenstoffverbindungen, die als Abweiser verwendet wurden, wurden aus wäßrigen Emulsionen oder ■Dispersionen aufgetragen. Neuerdings hat eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Behandlung von Textilien und Stoffen mit Chemikalien aus Lösungsmittellösungen in der Technik Eingang gefunden. Die Hersteller der Behandlungschemikalien haben entwe- λ der ihre Produkte geändert oder neue Produkte entwickelt, die besser mit dem Lösungsmittelsystem für die .neuen Verfahren verträglich sind und sich in der neuen Vorrichtung gut verwenden lassen. Diese neuen Verbindungen sind aber teuer. Es würde deshalb vorteilhaft sein, wenn man billigere Fluorkohlenstoffverbindungen verwenden könnte und trotzdem eine gleich gute abweisende Ausrüstung erhalten könnte.

Die Nachteile der bekannten Zubereitungen sind durch die vorliegende Erfindung beseitigt worden, die ein Verfahren betrifft, bei dem eine Fluorkohlenstoffverbindung mit einer ausreichenden Menge eines Ketones, wie Aceton, gemischt wird, um das Fluor-' kohlenstoffharz auszufällen. Die Ausfällung wird von der über- ( stehenden Flüssigkeit abgetrennt und dann in ausreichenden Mengen eines chlorierten Kohlenwasserstoffes aufgenommen, um 0,05 bis 2 Gew.% des Fluorkohlenstoffharz-Feststoffes auf dem Textilmaterial ablagern zu können. Die erhaltene Mischung wird auf das Textilmaterial durch Klotzen, Sprühen oder Bürsten aufgetragen und das Textilmaterial dann getrocknet. Das Harz bleibt auf dem Textilmaterial, wogegen der größere Teil des chlorierten Lösungsmittels in die Atmosphäre beim Trocknen dispergiert wird.

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Die Fluorkohlenstoffverbindungen, die man bei dem Verfahren dieser Erfindung verwendet, sind von der Art, wie sie in den folgenden USA-Patentschriften beschrieben sind: 2,841,573 vom 1. Juli 1958; 3,147,065 und 3,147,066 vom 1. September 1964; 3,188,340 vom 8. Juni 1965; 3,^98,754 vom 3- August 1965; 3,248,260 vom 26. April 1966; 3,256,230 und 3,256,231 vom 14. Juni 1966 und 3,282,905 vom 1. November 1966.

Die Fluorkohlenstoffverbindungen sind im allgemeinen als wäßrige Systeme als Emulsion oder Dispersionen von folgender Zusammenstellung erhältlich:

fc 10-28 Gew.% Fluorkohlenstoffverbindung-Feststoff 10-30 Gew.% organisches Keton

4-20 organisches GIykol

Rest: Wasser und kleine Prozentsätze von oberflächenaktiven Stoffen.

Es ist überraschend, daß die Fluorkohlenstoffverbindungen, die spezifisch in ihrer Herstellung und Anwendung als Konzentrate für die Verwendung in einer wäßrigen Zubereitung entwickelt wurden, in vorteilhafter Weise in ein chloriertes Lösungsmittel übertragen werden können und in dieser Form zur Behandlung von Textilien geeignet sind, um ihnen eine Abweisungskraft gegen Öl und Wasser zu verleihen, die zumindest derjenigen " gleichwertig ist, die man erhält, wenn man das von dem Hersteller entwickelte Konzentrat benützt.

Untersuchungsmethoden

I. ölabweisung: Hydrocarbon Resistance Test, AATCC 118-1966T veröffentlicht in Proceedings of the American Association of Textile Chemists and Colorists, American Dyestuff Reporter,

13. Februar 1967, Seiten 43-44.

Vorrichtung und Materialien;

Untersuchungsflüssigkeiten werden hergestellt und in der in Tabelle I angegebenen Weise bezeichnet.

0 9 8 2 6/1272 ~³~

Tabelle I Standard-Te stflüs sigkeit en

ΑΑτσσ öl

Wasserabstoßungs-

Bewertung Zusammensetzung

2 65*35 "Nujol": n-Hexadecan

(Volumen bei 21° 0)

3 n-Hexadecan zj. n-Tetradecan

5 n-Dodecan

6 n-Decan

7 , n-Octan

8 n-Heptan

Untersuchungsproben:

Es wird eine Untersuchungsprobe von den Ausmaßen von etwa 20 χ 20 cm benötigt.

Die Untersuchungsprobe sollte vor der Untersuchung mindestens vier Stunden bei 21±1° 0 und 65±2% EH konditioniert werden.

Verfahren:

Die Untersuchungsprobe wird flach auf eine glatte, horizontale Oberfläche gelegt.

Auf die Untersuchungsprobe wird an mehreren Stellen aus einer Tropfflasche mit einer Pipette ein kleiner Tropfen mit einem Durchmesser von etwa 5 nun oder einem Volumen von 0,05 ml gegeben, wobei mit der Testflüssigkeit begonnen wird, die die niedrigste Bewertungsnummer bei dem AATGC Öl-Abweisungstest hat, also die Bewertungsnummer 1. Der Tropfen wird etwa 30 Sekunden unter einem Winkel von etwa 45° beobachtet.

Wenn der Tropfen nicht eindringt oder keine Benetzung des Stoffes an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Stoff stattfindet und keine Dochtwirkung rund um den Tropfen zu beobachten ist, wird ein Tropfen der Testflüssigkeit mit der nächsthöheren Nummer an einer benachbarten Stelle des Stoffes aufgetragen und erneut 30 Sekunden beobachtet.

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Dieses Verfahren wird fortgesetzt "bis eine der Testflüssigkeiten deutlich eine Benässung des Stoffes unter oder rings um den Tropfen innerhalb von 30 Sekunden zeigt.

Bewertung;

Die AATCC Öl-Abweisungsbewertung eines Stoffes ist die Nummer
der am höchsten eingestuften Flüssigkeit, die den Stoff innerhalb eines Zeitraums von 30 Sekunden nicht benetzt. Die Benetzung des Gewebes wird üblicherweise an dem Dunkelwerden des
Stoffes an der Grenzfläche zwischen der Flüssigkeit und dem Gewebe erkannt. Bei schwarzen oder dunklen Farbtönen kann die Benetzung durch das Verschwinden des Funkeins innerhalb des Tropfens beobachtet werden.

II. Standard Sprüh-Test: (Federal Specification CCC-T-I91b,
Method 5526; AATCC Standard Test Method 22-1952).

Eine Probe mit den Dimensionen 17»8 χ 17»8 cm des zu untersuchenden Stoffes wird herausgeschnitten und fest auf einem Metallbügel von 15»3 cm befestigt* Der Bügel wird auf einem Ständer des Prüfgerätes befestigt, so daß der Stoff ganz oben liegt. Bügel, die Twill-, Gabardin-, Piqueestoffe oder ähnliche Stoffe mit einer gerippten Struktur besitzen, werden an dem Ständer so angeordnet, daß die Rippen diagonal zu dem Fluß des abfließenden
Wassers stehen.

250 ecm Wasser von 27-1° C werden aus einem Becher oder einem
anderen Behälter in den Trichter des Prüfgerätes gegossen und
auf den Stoff gesprüht.

Nach Beendigung des Sprühens wird eine Ecke des Bügels gehalten und die entgegengesetzte Ecke an einem festen Gegenstand einmal entwässert (der Stoff sollte diesem Gegenstand zugekehrt sein); dann wird der Bügel um 180° gedreht und noch einmal an dem Punkt, an dem §r voxiier gehalten wurde, entwässert.

Nach dem Entwässern werden die befleckten und benetzten Stellen mit den Standardmustern, die auf der beigefügten K<arte reprodu-

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ziert sind, verglichen. Der Stoff bekommt eine Bewertungsnummer entsprechend dem am nächstliegenden Standardmuster. Zwischen den einzelnen Standards soll keine Interpolation vorgenommen werden.

Der Durchgang von Wasser durch leichte, poröse Stoffe wie z.B. Voilestoff, wird vernachlässigt.

III. Oleophob-Test: (Benutzt vor dem XkTGG 118-1966-T Test)

Dies ist ein Test zur Bestimmung des Widerstandes von Textilien gegen die Benetzung durch organische Flüssigkeiten. Dieser Test eignet sich zur Kontrolle der Gleichmäßigkeit von Textilausrüstungsmitteln und von ausgerüsteten Textilien von einer Charge ä zur andern. Er zeigt den Widerstand der Textilien gegen ölflecken an.

Tropfen von flüssigen Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlicher Oberflächenspannung werden ohne anzustoßen auf eine Stoffoberfläche gegeben und der Umfang der Oberflächenbenetzung visuell bestimmt.

8 Flaschen aus Mattglas mit einem Volumen von 60 ml, die mit Tropfenzählern versehen sind, werden als Behälter für die flüssigen Kohlenwasserstoffe verwendet. Der Tropfenzähler muß mit einem lösungsmittelbeständigen Ballon, z.B. aus Neopren ausgerüstet sein. Die Kohlenwasserstoffe stammen mit Ausnahme des ' "Hujol" von der Firma Matheson Ooleman & Bell, East Rutherford, Hew Jersey. Das "Nujol" ist ein Warenzeichen für ein raffiniertes Mineralöl der Firma Plough, Inc. und wird in den Vereinigten Staaten in Einzelhandels-Drugstores verkauft. Ohne Zweifel können auch Lösungsmittel von anderen Lieferanten verwendet werden, doch sind die hier nicht untersucht worden. Die Lösungsmittel und die Bezeichnungen im Katalog der Lieferfirma sind wie folgt:

Lösung;smittel Matheson Ooleman & Bell Number

n-Heptan

n-Octan

n-Decan

n-Dodecan

n-Tetradecan

n-Hexadecan 5

90

HX	2 6/1272	80
OX	60
DX	30
DX	2420
TX	220
HX	205

Eine Probe des zu untersuchenden Stoffes mit den Dimensionen 5,1 χ 20,4 cm wird mindestens vier Stunden "bei 65 i 2% RH und 21 ί 1° C konditioniert und in horizontaler Lage auf einem weißen Fließpapier von der Qualität, wie es bei dem AATCC Dynamic Absorption Test für Wasserabweiser benutzt wird, angeordnet.

Man beginnt mit dem Kohlenwasserstoff mit dem höchsten oleophoben Wert. Es werden mindestens zwei Tropfen von einem Tropfenzähler in einer Entfernung von etwa 2,5 cm auf den Stoff ohne Anstoßen gegeben. Innerhalb von 10 Sekunden wird das Benetzen oder Nichtbenetzen der Stoffoberfläche durch visuelle Beobachtung unter Beleuchtung unter einem Winkel bestimmt.' Die Benetzung wird erkannt durch das Fehlen der Lichtreflektion an der Grenzfläche zwischen dem Gewebe und dem Tropfen. Der Test wird mit dem Kohlenwasserstoff mit der nächsthöheren Bewertung wiederholt solange bis eine Benetzung (oder keine Benetzung) eintritt. Der Stoff erhält die Bewertung entsprechend dem Kohlenwasserstoff mit der höchsten Wertzahl, die die Oberfläche unter dem Tropfen nicht benetzt und auch nicht um den Tropfen herum eine Benetzung zeigt, die sich als Dochtwirkung zeigt. Der Tropfen soll nicht entfernt werden, um die Benetzung zu beobachten, da der angewandte Druck die Beurteilung beeinflussen kann. Leichte oder poröse Stoffe werden auf einem Stickereibügel angeordnet, um einen Kapillareffekt des Fließpapiers zu vermeiden.

Bei der Bewertung von schwarzen oder dunkel gefärbten Stoffen ist es manchmal schwierig, das wirkliche Verschwinden des Funkeins an der Grenzfläche zwischen Flüssigkeit und Stoff zu beobachten. In derartigen Fällen ist. es empfehlenswert, eine Schätzung des Kontaktwinkels vorzunehmen, in dem der Tropfen bei einem sehr niederen Winkel beobachtet wird. Das Gewebe erhält dann eine Bewertung, die dem höchstbewerteten Kohlenwasserstoff entspricht, der den Kontaktwinkel nicht unterhalb 90° absenkt.

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Kohlenwasserstoff

η-Heptan n-Octan n-Decan n-Dodecan n-Tetradecan 50 ml "Nujol" +

50 ml n-Hexadecan 75 ml "Ifudol" + 25 ml n-Hexadecan

Oleophob-Wert

9 8

7 6

("Nujol" ¥ets)

3 2 0

* Der Kohlenwasserstoff mit der höchsten Wertzahl, der den Stoff nicht benetzt.

Ein anderer ölabweisungstest beruht auf den unterschiedlichen Eindringungs-Eigenschaften der beiden flüssigen Kohlenwasserstoffe: Mineralöl ("Hujol") und n-Heptan. Mischungen von diesen zwei Flüssigkeiten sind in allen Verhältnissen mischbar und zeigen Eindring-Eigenschaften, die dem Gehalt an n-Heptan in der Mischung proportional sind.

Die Ölabweis-Bewertungszahlen wurden so gewählt, daß sie den AATCG Standard Spray Bewertungen entsprechen, die vor Einführung des AATCO 118-1967(t) Testes zur Bestimmung von wasserabweisenden Ausrüstungen benutzt wurden. Die Nujol-Heptan Anteile für gede Bewertung wurden so gewählt, daß sie eine Beständigkeit gegen ölflecken gaben, die etwa derjenigen vergleichbar ist, die man bei Flecken aus Wasser erhält und die den Bewertungen bei Standard-Sprühtesten entspricht.

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!Tabelle

Zusammensetzung der Flüssigkeitsmischungen für den ölab- .

weisungstest

Bewertung der	Prozent	Prozent
ölabweisung	Mineralöl (1)	n-Heptan (2)
150	O	100
140	10	90
130	20	80
120	30	70
110	40	60
100	50	50
90"	60	40
80	70	30
70	80	20
60	90	10
50	100	O
O	Ckein Viderstand e	:eseen Mineral ö

(1) "Ifujol" (Plough, Inc.) Saybolt Viskosität 360/390

bei 38° 0, spezifisches Gewicht 0,880/0,900 bei 15,6° 0 Volumenprozente bei 20° C.

(2) Heptan (Matheson, Ooleman & Bell) Siedepunkt 98-99° 0 Volumenprozente bei 20° 0

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Beispiel I

Zwei Liter einer wäßrigen Emulsion eines handelsüblichen Fleckenabweisungsmittels, das etwa 28 Gew.% eines organischen Fluorkohlenstoffharzes (die Analyse zeigt an, daß es in der Hauptsache auf der Basis 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluor-äthan aufgebaut ist) 8% Ithylenglykol, 12% Aceton und als Rest Wasser enthält, werden mit 2 Liter Aceton gemischt. Ein mattweißer Niederschlag bildet sich, den man sich absetzen läßt, die überstehende Flüssigkeit wird dekantiert und der Niederschlag in ausreichenden Mengen von stabilisiertem 1,1,1- * Trichloräthan aufgenommen, um eine Lösung mit 28% Feststoffgehalt zu bilden. Diese Lösung wird weiter verdünnt mit 1,1,1-Trichloräthan, um eine 4,3%ige Lösung des Fluorkohl enstoffharz-Konzentrates in 1,1,1-Trichloräthan zu geben. Diese Lösung wird verwendet, um ein 0,4- kg Wollgewebe, ein Trikotgewebe und ein 0,31 kg Mischgewebe aus Reyon-Acetat-Fasern zu behandeln, wobei die Lösung auf die Stoffe mit einem Druck von 0,85 kg/cm aufgesprüht wird und das Gewebe durch die Sprühzone mit einer Geschwindigkeit von 20,2 m pro Minute bewegt wird. Bei der Verwendung einer 4,3%igen Lösung des Konzentrates erhält man eine Ablagerung von 0,3 Gew.% an Feststoffen auf dem Stoff. Die so behandelten Stoffe werden getrocknet. In dieser Weise wird der größte ,Teil des chlorier- ( ten Kohlenwasserstoff-Lösungsmittels entfernt und das Fluorkohlenstoffharz bleibt auf dem Stoff zurück. Der Standardtest für die Abweisung von öl und Flecken wird jetzt durchgeführt. Jedes der behandelten Gewebe besaß einen ölabweisungswert von 5 gemäß AATOO 118-19660?.

Beispiel II

In ähnlicher Weise wie in Beispiel I wurde eine Lösung von 11,3 Liter zubereitet. Ein 0,4 - 0,4-5 kg Möbelbezugsstoff wird mit der Lösung behandelt, indem die Lösung auf den Stoff durch 15 Düsen unter einem Druck von 1,76 kg/cm² bei

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einer Geschwindigkeit des Stoffes von 11,9 m/Minute aufgesprüht wird. Die Verfahrensbedingungen sind so gewählt, daß 0,3 % Feststoffe durch diese Behandlung auf dem Stoff abgelagert werden. Der besprühte Stoff wird dann getrocknet und auf ölabweisung geprüft.

Beispiel III

Es wird eine Serie von Versuchen durchgeführt, bei der eine Zubereitung gemäß Beispiel I verwendet wird. Es wird eine
Lösung des Fluorkohlenstoffharzes in 1,1,1-Trichloräthan verwendet, die aus dem mit Aceton aus der wäßrigen Zubereitung ausgefällten Harz hergestellt wurde. Die frisch hergestellte Lösung wird aus 15 Düsen mit einem Druck von 0,92 kg/cm auf sechs verschiedene, handelsübliche Stoffe (Mischgewebe aus natürlichen und synthetischen Fasern) gesprüht; die Stoffe stammten von verschiedenen Herstellern und wurden mit einer Geschwindigkeit von 20,2 m/Minute bewegt. Durch diese Behandlung wurden 0,3 Gew.% des Harzfeststoffes auf dem Stoff abgelagert. Die Stoffe wurden getrocknet und ihre Ölabweisung geprüft.

Stoffgewicht	0,35 kg	Ölabweisungswert
0,3 -	0,7 kg	5
0,6 -	0,45 kg	5
	0,45 kg	5
0,4 -	0,23 kg	5
0,17-	4

Das Verfahren der Erfindung wird durch die vorstehenden Beispiele erläutert, ist aber nicht auf diese Beispiele beschränkt. Insbesondere ist es möglich, die Mengen und Konzentrationen der verwendeten Stoffe in weiten Grenzen zu variieren, wobei man nur dafür Sorge zu tragen hat, daß auf dem behandelten Textilmaterial 0,05 - 2 Gew.% der Fluorkohlenstoffverbindung abgelagert werden.

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Claims

Pat ent anspruch;

Verfahren zum Behandeln von Textilinaterialien mit organischen Fluorkohlenrtoffverbindungen, um sie abweisend gegen Flecken und öl zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Emulsion oder eine wäßrige Dispersion einer organischen Fluorkohlenstoff verbindung mit 10 bis 50 % eines Ketons mischt und die Fluorkohlenstoffverbindung als Feststoff ausfällt, diesen Feststoff abtrennt und in einem chlorierten Lösungsmittel aufnimmt, ein Textilmaterial mit der Lösung des Feststoffes be- ^ handelt und anschließend trocknet, wobei die Konzentration der Mischung und die Behandlungsbedingungen so gewählt sind, daß das behandelte und getrocknete Textilmaterial 0,05 bis 2 Gew.% der abgelagerten Fluorkohlenstoffverbindung als Feststoff enthält. !

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