DE19855081A1

DE19855081A1 - Hydrophobiermittel für die Textilausrüstung

Info

Publication number: DE19855081A1
Application number: DE19855081A
Authority: DE
Inventors: Bernd Wahle; Ludwig Boenniger; Wolfgang Tuerk
Original assignee: Cognis Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: BASF Personal Care and Nutrition GmbH
Priority date: 1998-11-28
Filing date: 1998-11-28
Publication date: 2000-05-31
Also published as: WO2000032866A1; EP1133596A1; EP1133596B1; ATE262068T1; US6506316B1; DK1133596T3; PT1133596E; ES2219087T3; DE59908912D1

Abstract

Beansprucht werden biologisch abbaubare Hydrophobiermittel für die Textilausrüstung, die neben Aluminium- oder Zirkonsalzen noch Fettstoffe enthalten, ausgewählt aus der Gruppe der DOLLAR A a) verzweigten oder unverzweigten, symmetrischen oder unsymmetrischen Dialkylether mit insgesamt 8 bis 44 C-Atomen und/oder der DOLLAR A b) Ester aus verzweigten oder unverzweigten C¶12-22¶ Fettsäuren mit verzweigten oder unverzweigten C¶8-22¶ Fettalkoholen und/oder DOLLAR A c) verzweigten oder unverzweigten, symmetrische oder unsymmetrische Dialkylketone mit 8 bis 44 C-Atomen.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Anmeldung betrifft Hydrophobiermittel für die Textilausrüstung, ein Verfahren zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien und die Verwendung bestimmter Fettstoffe als Hydrophobiermittel.

Stand der Technik

Zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien werden in der Regel Hydrophobierungsmittel auf Basis von Polysiloxanen, Fluorkohlenwasserstoffen oder Mischungen von Aluminium- oder Zirkonsalzen mit Paraffinen eingesetzt (vergleiche dazu "Handbuch der Textilhilfsmittel", A. Chwala, V. Anger, Verlag Chemie, New York 1977, Kapitel 3.24 "Phobiermittel", Seite 735 ff). Die hydrophobe Ausrüstung von Textilien, insbesondere bei Wetterschutzbekleidung, dient dazu, diese entweder wasserabweisend oder wasserundurchlässig zu machen. Das Hydrophobiermittel wird auf die Fasern der Textilien aufgebracht und ordnet sich dort so an, daß die hydrophoben Molekülteile senkrecht zur Faseroberfläche stehen. Auf diese Weise wird das Bestreben des Wassers, sich über die ganze Fläche auszubreiten stark herabgesetzt. Das Wasser nimmt aufgrund der Kohäsionskräfte die Kugelform an und perlt von der Textiloberfläche ab.

Obwohl die im Stand der Technik beschriebene Hydrophobiermittel, insbesondere die zirkonsalzhaltigen Paraffinemulsionen, wie sie zum Beispiel in der DD-A1-218 564 beschrieben werden, eine ausreichende Hydrophobierung von textilen Flächengebilden ermöglichen, besteht das Problem, daß derartige Mittel nicht oder nicht ausreichend biologisch abbaubar sind. Außerdem beobachtet man bei der Auftragung solcher Paraffinemulsionen über einen Foulard nach längere Laufzeit auf den Foulardwalzen Paraffinablagerungen, die eine Reinigung der Walzen und somit eine kostenintensive Unterbrechung des Produktionsverfahrens notwendig machen. Es bestand daher Bedarf, hydrophobierende Zusammensetzungen bereitzustellen, die allen anwendungstechnischen Anforderungen der Textilindustrie entsprechen - insbesondere keine oder nur geringe Ablagerungen auf den Maschinenteilen hervorrufen und zugleich biologisch abbaubar sind.

Es wurde gefunden, daß eine Kombination aus Zirkonsalzen mit bestimmten Fettstoffen zu Hydrophobiermitteln führt, die in Bezug auf die Ausrüstung vergleichbare Werte wie die an sich bekannten Paraffin-Emulsionen liefern, gleichzeitig aber auch die Anforderungen nach biologischer Abbaubarkeit erfüllen. Weiterhin ist die Tendenz zur Bildung von Ablagerungen auf Maschinenteilen während der Applikation der Mittel verringert.

In einer ersten Ausführungsform wird ein Hydrophobiermittel für die Textilausrüstung beansprucht, welches ein Zirkonsalz in Kombination mit einem Fettstoff enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe der

a) verzweigten oder unverzweigten, symmetrischen oder unsymmetrischen Dialkylether mit insgesamt 8 bis 44 C-Atomen und/oder der
b) Ester aus verzweigten oder unverzweigten C_12-22-Fettsäuren mit verzweigten oder unverzweigten C_8-22-Fettalkoholen und/oder
c) verzweigten oder unverzweigten, symmetrischen oder unsymmetrischen Dialkylketone mit insgesamt 8 bis 44 C-Atomen.

Als Zirkonsalze können alle im Stand der Technik bekannten Verbindungen verwendet werden. Zirkonacetat ist aber besonders bevorzugt.

Bei den Fettstoffen handelt es sich um an sich bekannte Alkylether der allgemeinen Formel R¹-O-R², wobei R¹und R² jeweils für Alkylreste mit 1 bis 22 C-Atomen stehen. Die Gesamtzahl an C-Atomen im Molekül beträgt 8 bis 44. Es können sowohl symmetrische Ether, d. h. R¹und R² sind identisch, oder unsymmetrische Ether (R¹+ R²) eingesetzt werden. Die Alkylreste R¹und R² können gesättigt, ungesättigt, verzweigt oder unverzweigt sein. Besonders bevorzugt sind solche Ether, deren Reste R¹ bzw. R² eine C-Kettenlänge von 10 bis 22 aufweisen. Die Gesamtkohlenstoffzahl der Ether liegt vorzugsweise bei 20 bis 44. Bevorzugte Ether sind beispielsweise Dibehenylether, Distearylether, Dipalmitylether oder Dimyristylether. Als Beispiel für einen unsymmetrischen Ether sei der Ethylhexyleicosylether genannt. Die Ether können nach allen bekannten technischen Verfahren hergestellt werden. Als zweite Gruppe geeigneter Fettstoffe sind Ester aus verzweigten oder unverzweigten C_12-22-Fettsäuren mit verzweigten oder unverzweigten C_8-22-Fettalkoholen geeignet. Geeignete Fettsäuren sind beispielsweise Capryl-, Perlagon-, Caprin-, Undecan-, Tridecan-, Myristin-, Pentadecan-, Palmitin-, Heptadecan-, Octadecan-, Nonan-, Arachin- oder Behensäure. Geeignete Fettalkohole sind z. B. Capryl-Caprin-, Lauryl-, Myristyl-, Palmityl-, Stearyl-, Arachidyl- oder Behenylalkohol. Als dritte Gruppe geeigneter Fettstoffe können die Hydrophobiermittel Dialkylketone der Formel R³-CO-R⁴ mit insgesamt 8 bis 44 C-Atomen enthalten. R³ und R⁴ stehen jeweils für einen Alkylrest. Es sind sowohl symmetrische (R³ = R⁴) als auch unsymmetrische Ketone (R³ ≠ R⁴) geeignet. Es können beispielsweise Alkylmethylketone, wie Octanonanon-2, Nonanon-2, Undecanon-2, Dodecanon-2, Tridecanon-2, Tetradecanon-2, Pentadecanon-2, Heptadecanon-2, Octadecanon-2, Nonadecanon-2, Pentadecanon-2, Heptadecanon-2, Octadecanon-2, Nonadecanon-2, Eicosanon-2 oder Dodecasanon-2 eingesetzt werden. Auch symmetrische Ketone, wie Undecanon-6, Tridecanon-7, Pentadecanon-8, Heptadecanon-9, Nonadecanon-10, Tricosanon-12, Hentriacontanon-16, Pentatricanon-18, Nonatricontanon-20 oder Triatetracontanon-22 sind geeignet. Die Ketone sind nach allen dem Fachmann bekannten Methoden herstellbar, beispielsweise durch Oxidation oder Dehydrierung sekundärer Alkohole.

Die erfindungsgemäßen Hydrophobiermittel liegen vorzugsweise in Form einer wäßrigen Emulsion vor. Wasser ist dann in Mengen zwischen 10 und 90 Gew.-% enthalten. Vorzugsweise enthalten die Mittel 30 bis 80 Gew.-% und insbesondere 40 bis 60 Gew.-% Wasser. Die Zirkonsalze sind in der Regel in Mengen von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 5 bis 15 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 5 bis 10 Gew.-% enthalten. Die Fettstoffe a) bis c) sind in den Mittel vorzugsweise in Mengen von 10 bis 95 Gew.-% enthalten, insbesondere in Mengen von 15 bis 60 Gew.-% und besonders bevorzugt in Mengen von 10 bis 30 Gew.-%.

Sofern es notwendig ist, können die Mittel neben den Salzen und den Fettstoffen noch weitere geeignete Inhaltsstoffe enthalten, insbesondere Emulgatoren, aber auch Schiebefestmittel, Naßechtheitsverbesserer, griffgebende Produkte, Weichmacher, Lösungsmittel, beispielsweise Ethanol, n-Propanol oder i-Propanol und pH-Regulantien, wie organische Säuren oder Basen. Der pH-Wert der wäßrigen Emulsionen liegt im sauren Bereich, vorzugsweise ist er kleiner als 4, 5 und insbesondere liegt er im Bereich von 2,0 bis 3,5. Die Hilfsstoffe liegen in untergeordneten Mengen zwischen 0,5 und 5 Gew.-% vor. In der Regel enthalten die erfindungsgemäßen Mittel derartige Hilfsstoffe insgesamt in Mengen von maximal 10 Gew.-%.

Die erfindungsgemäßen Mittel werden in an sich bekannter Weise hergestellt, indem man die Rohstoffe mit Wasser vermengt, auf Temperaturen zwischen 40 und 90°C erhitzt und homogenisiert. Dabei sollten mittlere Teilchengrößen von weniger als 250 nm erreicht werden. Vorzugsweise liegen die mittleren Teilchengrößen im Bereich von 100-200 nm. Nach dem Abkühlen können sie ohne weitere Behandlung eingesetzt werden. Üblicherweise werden die Mittel in Form einer wäßrigen Emulsion mit Hilfe eines Foulards auf die Textilien aufgebracht. Die erfindungsgemäßen Mittel eignen sich zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien aus synthetischen oder natürlichen Fasern, insbesondere für Baumwolltextilien.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien beansprucht, wobei man Mittel gemäß der obigen Beschreibung in geeigneter Art und Weise auf die Textilien appliziert. Weiterhin wird die Verwendung dieser Mittel zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien beansprucht.

Beispiele

Zum Vergleich der erfindungsgemäßen Mittel mit dem Stand der Technik wurde die folgende Basisrezeptur hergestellt, wobei als Fettstoff Paraffin im Vergleich mit den Fettstoffen aus der Gruppe b) untersucht wurden:

Rezeptur:

25 Gew.-%	Feststoff
2,8 Gew.-%	Emulgator
10 Gew.-%	Zirkonacetat
2 Gew.-%	Essigsäure
2 Gew.-%	i-Propanol
58,2 Gew.-%	Wasser

Mittel:
Fettstoff:
A	Paraffin Smp.: 52-54°C (Vergleich)
1	Distearylether
2	Di-Isotridecylether
3	Ethylhexyleicosylether
4	Di-Decylether
5	Stearinsäurestearylester

Die Mittel wurden wie folgt hergestellt: Die Rohstoffe wurden vorgelegt, auf 85°C erwärmt und homogenisiert. Anschließend wurden die Mittel auf 20°C gekühlt.

Die Mittel wiesen pH-Werte im Bereich von 2,8 bis 3,0 auf. Die Teilchengröße lag im Bereich von 200 bis 250 nm. Zur Bestimmung der Hydrophobie wurde der Schopper-Test gemäß DIN EN 20811 durchgeführt: Testgewebe 100% CO (ca. 300 g/m²), ausgerüstet mit 150 g/l Emulsion.
Flottenaufnahme 86%. Trocknung bei 140°C.

Ergebnisse in mm Wassersäule

Die Friktionsbeständigkeit wurde mit einem Endlosläufer mit 120 g/1 Flotte, 5 bar Druck und einer Geschwindigkeit von 20 m/Minute getestet. Die Friktionsbeständigkeit wurde abgebrochen, wenn Ablagerungen an der Foulardwalze erkennbar waren:

Mittel
Zeit bis zum Auftreten von Ablagerungen in Minuten
A	15
1	< 20
2	< 20
3	14
4	15
5	< 20

Claims

1. Hydrophobiermittel für die Textilausrüstung, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Zirkonsalz in Kombination mit einem Fettstoff enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe der

a) verzweigten oder unverzweigten, symmetrischen oder unsymmetrischen Dialkylether mit insgesamt 8 bis 44 C-Atomen und/oder der
b) Ester aus verzweigten oder unverzweigten C_12-22-Fettsäuren mit verzweigten oder unverzweigten C_8-22-Fettalkoholen und/oder der
c) verzweigten oder unverzweigten symmetrischen oder unsymmetrischen Dialkyiketone mit 8 bis 44 C-Atomen.

2. Hydrophobiermittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es in Form einer wäßrigen Emulsion vorliegt.

3. Hydrophobiermittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fettstoff in Mengen von 10 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise von 15 bis 60 Gew.-% und insbesondere von 10 bis 30 Gew.-% enthalten ist.

4. Hydrophobiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Fettstoffe unsymmetrische Alkylether mit insgesamt 16 bis 36 C-Atomen enthält.

5. Hydrophobiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zirkon salz in Mengen von 1 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 5 bis 15 Gew.-% und insbesondere in Mengen von 5 bis 10 Gew.-% enthalten ist.

6. Hydropbobiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Zirkonacetat enthält.

7. Hydrophobiermittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser in Mengen von 90 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-% und insbesondere 40 bis 60 Gew.-% enthalten ist.

8. Verfahren zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Mittel gemäß Anspruch 1 in Form einer wäßrigen Emulsion auf die Textilien aufträgt.

9. Verwendung von Mitteln gemäß Anspruch 1 zur hydrophoben Ausrüstung von Textilien.