DE19606620C2

DE19606620C2 - Verfahren zur reduktiven Bleiche

Info

Publication number: DE19606620C2
Application number: DE19606620A
Authority: DE
Inventors: Vidal Terese Copete; Brau Emili Balague
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1996-02-22
Filing date: 1996-02-22
Publication date: 1999-01-07
Anticipated expiration: 2016-02-23
Also published as: DE19606620A1; EP0885324A1; WO1997031148A1; US6133219A

Description

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung befindet sich auf dem Gebiet der textilen Vorbehandlung und betrifft ein Verfahren zur alkalisch reduktiven Bleiche von gefärbtem Baumwollgewebe.

Stand der Technik

Die Weltproduktion von Jeans beträgt jährlich mehrere Millionen Stück. Ein guter Teil dieser Menge wird einem künstlichen Alterungsprozeß unterzogen, bei dem man die Jeans zusammen mit Steinen in einer Waschflotte behandelt und dabei zwar einerseits abnutzt., gleichzeitig aber auch den Weichgriff verbessert und somit den Tragekomfort steigert. Die mit der Abnutzung verbundene statistische Aus waschung von Farbe wird im übrigen vom Verbraucher häufig gewünscht ("stonewash"-Effekt). Ein wei terer Wunsch des Kunden geht in eine ähnliche Richtung, nämlich den Stoff auszubleichen und ge braucht erscheinen zu lassen. Hierzu werden die Gewebe in der Regel mit alkalischen Hypochlorit laugen oder Wasserstoffperoxid behandelt. Die genannten Bleichmittel sind in ihrer Anwendung zwar äußerst effektiv, besitzen jedoch auch erhebliche Nachteile. So führt die Verwendung von Hypochlo riten zu einer sehr beträchtlichen AOX-Belastung des Abwassers, die Verwendung von Wasserstoff peroxid ist insbesondere bei Einsatz konzentrierter Lösungen nur mit erheblichem Aufwand für die Ex plosionssicherung möglich. Sowohl Hypochlorit als auch Wasserstoffperoxid bleichen das Gewebe zudem nicht nur, sondern schädigen es unselektiv, so daß im Zuge der Bleiche in der Regel 5 bis 10 von 100 Blue Jeans ausgemustert werden müssen.

In diesem Zusammenhang sei auf die Deutsche Patentanmeldung DE-A1 43 06 827 hingewiesen, aus der ein Verfahren zur Bleiche von gefärbtem Denimgewebe unter Einsatz einer alkalischen Glucose lösung bekannt ist.

Die Aufgabe der Erfindung hat daher darin bestanden, ein Verfahren zur Behandlung von gefärbtem Baumwollgewebe zur Verfügung zu stellen, das frei von den geschilderten Nachteilen ist.

Beschreibung der Erfindung

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur reduktiven Bleiche von gefärbtem Baumwollgewebe, bei dem man das Gewebe bei einem pH-Wert im Bereich von 13 bis 14 mit einer Zubereitung behandelt, enthaltend

a) 80 bis 90 Gew.-% Glucose,
b) 1 bis 5 Gew.-% nichtionische Tenside und
c) 5 bis 19 Gew.-% anorganische und/oder organische Puffersalze,
mit der Maßgabe, daß sich die Angaben zu 100 Gew.-% ergänzen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß die im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzten Zubereitungen nicht nur ökotoxikologisch unbedenklich sind, sondern gefärbtes Baum wollgewebe unter alkalischen Bedingungen leicht bleichen, ohne daß es zu Korrosionsproblemen in den Anlagen und einer Beeinträchtigung der Faserqualität kommt. Die Ausschußquote bei den behan delten Textilien liegt unterhalb von 2%. Zusammen mit Zuckertensiden wird zudem der Weichgriff ver bessert.

Nichtionische Tenside

Typische Beispiele für nichtionische Tenside, die im Sinne der Erfindung als Komponente (b) in Be tracht kommen, sind Fettalkoholpolyglycolether, Alkylphenolpolyglycolether, Fettsäurepolyglycolester, Fettsäureamidpolyglycolether, Fettaminpolyglycolether, alkoxylierte Triglyceride, Mischether bzw. Mischformale, Alk(en)yloligoglykoside, Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide, Proteinhydrolysate (ins besondere pflanzliche Produkte auf Weizenbasis), Polyolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitanester, Polysorbate und Aminoxide. Sofern die nichtionischen Tenside Polyglycoletherketten enthalten, können diese eine konventionelle, vorzugsweise jedoch eine eingeengte Homologenverteilung aufweisen. Bei den genannten Tensiden handelt es sich ausschließlich um bekannte Verbindungen. Hinsichtlich Struk tur und Herstellung dieser Stoffe sei auf einschlägige Übersichtsarbeiten beispielsweise J. Falbe (ed.), "Surfactants in Consumer Products", Springer Verlag, Berlin, 1987, S. 54-124 oder J. Falbe (ed.), "Katalysatoren, Tenside und Mineralöladditive", Thieme Verlag, Stuttgart, 1978, S. 123-217 ver wiesen. Besonders bevorzugt ist der Einsatz von Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykosiden, Fettsäure-N- alkylpolyhydroxyalkylamiden und insbesondere Fettalkoholpolyglycolethern in Mengen von 2 bis 4 Gew.-% - bezogen auf die Zubereitungen.

Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside

Alkyl- und Alkenylofigogfykoside stellen bekannte nichtionische Tenside dar, die der Formel (I) folgen,

R¹O-[G]_p(I)

in der R¹ für einen Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 4 bis 22 Kohlenstoffatomen, G für einen Zuckerrest mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und p für Zahlen von 1 bis 10 steht. Sie können nach den einschlä gigen Verfahren der präparativen organischen Chemie erhalten werden. Stellvertretend für das um fangreiche Schrifttum sei hier auf die Schriften EP-A1 0301298 und WO 90/03977 verwiesen. Die Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside können sich von Aldosen bzw. Ketosen mit 5 oder 6 Kohlen stoffatomen, vorzugsweise der Glucose ableiten. Die bevorzugten Alkyl- und/ oder Alkenyloligo glykoside sind somit Alkyl- und/oder Alkenyloligoglucoside. Die Indexzahl p in der allgemeinen Formel (I) gibt den Oligomerisierungsgrad (DP), d. h. die Verteilung von Mono- und Oligoglykosiden an und steht für eine Zahl zwischen 1 und 10. Während p in einer gegebenen Verbindung stets ganzzahlig sein muß und hier vor allem die Werte p = 1 bis 6 annehmen kann, ist der Wert p für ein bestimmtes Alkyloligoglykosid eine analytisch ermittelte rechnerische Größe, die meistens eine gebrochene Zahl darstellt. Vorzugsweise werden Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside mit einem mittleren Oligo merisierungsgrad p von 1,1 bis 3,0 eingesetzt. Aus anwendungstechnischer Sicht sind solche Alkyl- und/oder Alkenyloligoglykoside bevorzugt, deren Oligomerisierungsgrad kleiner als 1,7 ist und insbe sondere zwischen 1,2 und 1,4 liegt. Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich von primären Alkoholen mit 4 bis 11, vorzugsweise 8 bis 10 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Butanol, Capronalkohol, Caprylalkohol, Caprinalkohol und Undecylalkohol sowie deren technische Mischungen, wie sie beispielsweise bei der Hydrierung von technischen Fettsäuremethylestern oder im Verlauf der Hydrierung von Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese erhalten werden. Bevorzugt sind Alkyl oligoglucoside der Kettenlänge C₈-C₁₀ (DP = 1 bis 3), die als Vorlauf bei der destillativen Auftrennung von technischem C₈-C₁₈-Kokosfettalkohol anfallen und mit einem Anteil von weniger als 6 Gew.-% C₁₂- Alkohol verunreinigt sein können sowie Alkyloligoglucoside auf Basis technischer C_9/11-Oxoalkohole (DP = 1 bis 3). Der Alkyl- bzw. Alkenylrest R¹ kann sich ferner auch von primären Alkoholen mit 12 bis 22, vorzugsweise 12 bis 14 Kohlenstoffatomen ableiten. Typische Beispiele sind Laurylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidyl alkohol, Petroselinylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol, Brassi dylalkohol sowie deren technische Gemische, die wie oben beschrieben erhalten werden können. Bevorzugt sind Alkyloligoglucoside auf Basis von gehärtetem C_12/14-Kokosalkohol mit einem DP von 1 bis 3.

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide

Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen nichtionische Tenside dar, die der Formel (II) folgen,

in der R²CO für einen aliphatischen Acylrest mit 6 bis 22 Kohlenstoffatomen, R³ für einen Alkyl- oder Hydroxyalkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und [Z] für einen linearen oder verzweigten Polyhydroxyalkylrest mit 3 bis 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 10 Hydroxylgruppen steht. Bei den Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamiden handelt es sich um bekannte Stoffe, die üblicherweise durch reduktive Aminierung eines reduzierenden Zuckers mit einem Alkylamin oder einem Alkanolamin und nachfolgende Acylierung mit einer Fettsäure, einem Fettsäurealkylester oder einem Fettsäurechlorid erhalten werden können. Hinsichtlich der Verfahren zu ihrer Herstellung sei auf die US-Patentschriften US 1,985,424, US 2,016,962 und US 2,703,798 sowie die Internationale Patentanmeldung WO 92/06984 verwiesen. Eine Übersicht zu diesem Thema von H. Kelkenberg findet sich in Tens. Surf. Det. 25, 8 (1988). Vorzugsweise leiten sich die Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide von re duzierenden Zuckern mit 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere von der Glucose ab. Die bevorzugten Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide stellen daher Fettsäure-N-alkylglucamide dar, wie sie durch die Formel (III) wiedergegeben werden:

Vorzugsweise werden als Fettsäure-N-alkylpolyhydroxyalkylamide Glucamide der Formel (III) einge setzt, in der R³ für eine Alkylgruppe steht und R²CO für den Acylrest der Capronsäure, Caprylsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Palmitinsäure, Palmoleinsäure, Stearinsäure, Isostearinsäure, Ölsäure, Elaidinsäure, Petroselinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Arachinsäure, Gadoleinsäure, Behen säure oder Erucasäure bzw. derer technischer Mischungen steht. Besonders bevorzugt sind Fettsäure- N-alkylglucamide der Formel (III), die durch reduktive Aminierung von Glucose mit Methylamin und anschließende Acylierung mit Laurinsäure oder C_12/14-Kokosfettsäure bzw. einem entsprechenden Derivat erhalten werden. Weiterhin können sich die Polyhydroxyalkylamide auch von Maltose und Palatinose ableiten.

Fettalkoholpolyglycolether

Fettalkoholpolyglycolether stellen nichtionische Tenside dar, die großtechnisch durch Anlagerung von Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an primäre Alkohole hergestellt werden. Im Sinne der Erfindung ist der Einsatz von Fettalkoholpolyglycolethern der Formel (IV) bevorzugt, in der

in der R⁴ für einen linearen oder verzweigten Alkyl- und/oder Alkenylrest mit 6 bis 22, vorzugsweise 16 bis 18 Kohlenstoffatomen, R⁵ für Wasserstoff oder eine Methylgruppe und n im Fall von Wasserstoff für Zahlen von 20 bis 50 und im Fall von Methyl für 1 bis 2 steht. Typische Beispiele sind Anlagerungspro dukte von 25 bis 30 Mol Ethylenoxid bzw. 1 bis 2 Mol Propylenoxid an Capronalkohol, Caprylalkohol, 2- Ethylhexylalkohol, Caprinalkohol, Laurylalkohol, Isotridecylalkohol, Myristylalkohol, Cetylalkohol, Palmoleylalkohol, Stearylalkohol, Isostearylalkohol, Oleylalkohol, Elaidylalkohol, Petroselinylalkohol, Elaeostearylalkohol, Arachylalkohol, Gadoleylalkohol, Behenylalkohol, Erucylalkohol und Brassidyl alkohol sowie deren technische Mischungen, die z. B. bei der Hochdruckhydrierung von technischen Methylestern auf Basis von Fetten und Öfen oder Aldehyden aus der Roelen'schen Oxosynthese sowie als Monomerfraktion bei der Dimerisierung von ungesättigten Fettalkoholen anfallen. Bevorzugt sind Ethoxylate technischer Fettalkohole mit 16 bis 18 Kohlenstoffatomen wie beispielsweise Cetearyl- oder Talgfettalkohol.

Puffersalze

Als Puffersalze kommen vorzugsweise Alkali-, Erdalkali- und/oder Ammoniumhalogenide, -sulfate, carbonate, -hydrogencarbonate, -phosphate, -hydrogenphosphate, -acetate, -lactate und/oder -citrate in Betracht. Typische Beispiele sind Natriumsulfat, Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat, Kaliumhydrogenphosphat, Magnesiumacetat, Magnesiumlactylat und Kaliumcitrat. Neben den Salzen kommen auch freie Säuren, vorzugsweise Citronensäure als Puffer in Frage. Vorzugsweise werden die Puffersalze in Mengen von 12 bis 18 Gew.-% - bezogen auf die Zubereitungen - eingesetzt.

Weitere Inhaltsstoffe

Die erfindungsgemäßen Bleichmittel können als weitere Bestandteile Cellulasen enthalten, die die Bleichwirkung noch um den "stonewash-Effekt" ergänzen. Cellulasen (1,4-β-D-Glucan-4-glucanohydro lasen; EC 3.2.1.4.) stellen Enzymkomplexe dar, die am Abbau nativer Cellulose beteiligt sind. Vorzugs weise werden natürlich solche Cellulasen eingesetzt, die auch ein Optimum ihrer Aktivität unter alka lischen Bedingungen aufweisen. Ihr Anteil an den Bleichmitteln kann 1 bis 15 und vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-% betragen. Übersichten zur Wechselwirkung von Cellulasen mit Cellulose sind beispiels weise von E. Hoshino in J. Biochem. 114, 230; 236 (1994), ibid. 115, 837 (1994) sowie J. Ferment. Bioeng. 77, 496 (1994) zu finden.

Reduktive Bleiche

Die Bleiche der Baumwollgewebe, bei dem es sich vorzugsweise um indigogefärbtes Denim handelt, wird vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 70 bis 98°C durchgeführt. Dazu stellt man eine Flotte mit einer Einwaage von etwa 3 bis 10 kg Gewebe auf 50 bis 100 l Wasser her und dosiert üblicherweise 0,5 bis 2, vorzugsweise 1 bis 1,5 kg des erfindungsgemäß verwendeten Bleichmittels pro kg Gewebe zu. Die Bleichflotte wird durch Zugabe von Alkalihydroxiden; vorzugsweise konzentrierter Natriumhydroxidlösung, alkalisch, d. h. auf einen pH-Wert im Bereich von 13 bis 14 eingestellt, in der Regel etwa 30 bis 60 min bewegt und anschließend durch Zugabe von Mineralsäuren neutralisiert.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einzusetzenden Zubereitungen zeichnen sich nicht nur durch ausgezeichnete reduktive Bleicheigenschaften gegenüber gefärbtem Baumwollgewebe aus, sie führen auch zu einer signifikant verminderten Schädigung der Stoffe. Gegenüber Produkten des Stands der Technik weisen sie verbesserte ökotoxikologische Eigenschaften auf und sind weniger korrosiv.

Beispiele Beispiel 1

In einem V4A-Edelstahlbottich mit Rührer und einem Fassungsvermögen von 200 l wurden 160 l Wasser vorgelegt und auf 90°C erwärmt. Durch Zugabe von konzentrierter Natriumhy droxidlösung wurde ein pH-Wert von 14 eingestellt. In die alkalische Flotte wurden Blue Jeans mit einem Gesamtgewicht von 8 kg gegeben. Anschließend wurden 1 kg eines Bleichmittels der folgenden Zusammensetzung eindosiert:

85 Gew.-% Glucose,
2 Gew.-% Talgalkohol + 25 EO und
13 Gew.-% Natriumsulfat.

Die Bleichflotte wurde 1 h gerührt und dann durch Zugabe von Mineralsäure neutralisiert. Die Blue Jeans wurden der Flotte entnommen und zunächst mit Wasser, dann mit einem handelsüblichen Vollwaschmittel bei 40°C gewaschen. Die Gewebe zeigten eine gleichmäßige Aufhellung, ohne daß die mechanischen Eigenschaften, insbesondere was die Reißfähigkeit im Bereich der Nähte angeht, beein trächtigt waren.

Beispiele 2 und 3

Beispiel 1 wurde unter Einsatz eines Bleichmittels bestehend aus 83 Gew.-% Glucose, 7 Gew.-% Kokosalkyloligoglucosid bzw. Laurinsäure-N-methylglucamid, 8 Gew.-% Natrium citrat und 2 Gew.-% Natriumperborat wiederholt. Die Blue Jeans zeigten in beiden Fällen ebenfalls eine gleichmäßige Farbaufhellung und dazu noch einen verbesserten Weichgriff.

Claims

1. Verfahren zur reduktiven Bleiche von gefärbtem Baumwollgewebe, bei dem man das Gewebe bei einem pH-Wert im Bereich von 13 bis 14 mit einer Zubereitung behandelt, enthaltend

a) 80 bis 90 Gew.-% Glucose,
b) 1 bis 5 Gew.-% nichtionische Tenside und
c) 5 bis 19 Gew.-% anorganische und/oder organische Puffersalze,

mit der Maßgabe, daß sich die Angaben zu 100 Gew.-% ergänzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nichtionische Tenside einsetzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Fettalkoholpolyglycolethern, Alkyl phenolpolyglycolethern, Fettsäurepolyglycolestern, Fettsäureamidpolyglycolethern, Fettaminpoly glycolethern, alkoxylierten Triglyceriden, Mischethern, Alk(en)yloligoglykosiden, Fettsäure-N- alkylpolyhydroxyalkylamiden, Proteinhydrolysaten, Polyolfettsäureestern, Zuckerestern, Sorbitan estern, Polysorbaten und Aminoxiden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Puffersalze ein setzt, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die gebildet wird von Alkali-, Erdalkali- und/oder Am moniumhalogeniden, -sulfaten, -carbonaten, -hydrogencarbonaten, -phosphaten, -hydrogenphos phaten, -acetaten, -lactaten und/oder -citraten.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleiche bei einer Temperatur im Bereich von 70 bis 98°C durchführt.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zubereitungen in Mengen von 0,5 bis 2 kg pro kg Gewebe einsetzt.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bleichflotte durch Zugabe von Alkalihydroxiden alkalisch einstellt.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Flotte nach der Bleiche durch Zugabe von Mineralsäuren neutralisiert.