DE2360985B2 - Verfahren zur Verbesserung der Benetzbarkeit von Textilmaterialien - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der Benetzbarkeit von Textilmaterialien

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Description

a) 950 bis 700 Volumenteilen des aliphatischen, geradkettigen oder verzweigten, einwertigen Alkohols mit mehr als 2 C-Atomen und
b) 50 bis 300 Volumenteilen eines oberflächenaktiven Oxäthylierungs-, Oxpropylierungs- und/oder Sulfonierungsproduktes von aliphatischen Fettalkoholen,
besteht
Es ist hinreichend bekannt, daß bei der Behandlung von Textilfasern mit wäßrigen Farbstoff- oder Ausrüstungsflotten anionaktive, kationaktive und nichtionogene Tenside bzw. deren Mischungen als Netzmittel eingesetzt werden. Solche Mittel verringern die Oberflächenspannung von Wasser und führen dadurch zu einer besseren Benetzbarkeit der Textilfasern. Zur Unterstützung derartiger Effekte kommen auch Produkte zum Einsatz, denen außerdem noch emulgierfähige organische Lösemittel hinzugegeben wurden. Diese Lösemittelzusätze können insbesondere einer besseren Fett- oder öllöslichkeit der wäßrigen Medien dienen.
Es ist ferner bekannt, daß Mischungen aus Alkohol und Wasser gleichfalls eine bessere Netzfähigkeit von Textilfasern bewirken. So wird auch im Rahmen der gemlß DE-AS 22 14 713 sowie DE-OS 22 14 714 beschriebenen Abflämm-Technik, bei welcher der vorzugsweise benutzte Alkohol zwecks Trocknung der Ware auf der Faser verbrannt wird, eine bessere Netzfähigkeit der Behandlungsflotte erreicht, als wenn dazu reines Wasser verwendet wird. Je höher hierbei der Alkoholgehalt in der Mischung mit Wasser ist, um so niederer ist deren Oberflächenspannung und um so
höher ist die Netzfähigkeit davon. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird beim Abflämm-Verfahren allerdings eine möglichst geringe Lösemittelmenge angestrebt, bei der die Netzwerte für das Behandeln nicht oder nur ungenügend vorbehandelter Textilien dann aber nicht mehr ausreichend genug sind. Für solche Mischungen aus Wasser und Methanol sind die folgenden Zahlenwerte ermittelt worden:
Tabelle I
Vol.-% IS 20 Vol.-% Oberflächen Netzzeit
Wasser 20 50 Methanol spannung in Sek.**)
70 [dyn/cm*)
1 dyn/cm =
1 · 10"5 N/cm]
80 27 7
50 34 50
30 42 300
*) Gemessen am Stalagmometer nach Traube (vgl.
K. Lindner, »TextilhiKsmittel und WaschrohstoiTe«, Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft mbH. Stuttgart,
1954, Seiten 820-821).
*) Gemessen nach der Tauchnetzmethode (vgl. K. Lindner, loc.cit, Seiten 827-829).
Es wurde nun gefunden, daß durch Zugabe von mindestens einem aliphatischen, geradkettigen oder verzweigten Alkohol mit mehr als 2 C-Atomen zu 10 bis 60 Vol.-%, vorzugsweise 20 bis 50 Vol.-%, eines gesättigten aliphatischen Alkohols mit bis zu 2 C-Atomen, insbesondere Methanol, enthaltenden wäßrigen Behandlungsflüssigkeiten oder solche Mischungen aufweisenden Färbe- bzw. Ausrüstungsflotten die Oberflächenspannung dieser Mischungen herabgesetzt und demzufolge deren Netzfähigkeit für Textilien stark begünstigt wird. Insbesondere erzielt man erfindungsgemäß eine wesentliche Beschleunigung der Benetzung von Fasermaterialien. Eine solche Verkürzung der Netzzeit ist von wesentlicher Bedeutung bei kontinuierlieh durchzuführenden Behandlungsoperationen, die mit höherer Produktionsgeschwindigkeit ablaufen.
Als aliphatische Alkohole mit mehr als 2 C-Atomen kommen nach der vorliegenden Erfindung in erster Linie solche von brennbarer Natur in Frage, beispielsweise Propanol, Isopropanol, Butanol and Isobutanol. Diese Substanzen besitzen den Vorteil, daß sich durch dieses zusätzliche Mittel die Verbrennbarkeit der aus Wirtschaftlichkeitsgründen vorzugsweise eingesetzten Methanol/Wasser-Mischungen auf der Faser nicht ändert und die .bei der Verbrennung entstehenden Produkte nicht die Abluft belasten, so daß die Umweltfreundlichkeit des Abflämm-Verfahrens nicht beeinträchtigt wird. Überraschend ist und war keinesfalls zu erwarten, daß Butanol trotz seiner mäßigen Löslichkeit in Wasser besonders günstige Effekte zeigt.
Erfindungsgemäß werden die Alkohole mit mehr als 2 C-Atomen in Mengen von 1 bis 8 Vol.-%, vorzugsweise 2 bis 5 Vol.-% eingesetzt.
Die Wirkung der nach dem beanspruchten Verfahren Verwendung findenden Alkohole mit mehr als 2 C-Atomen läßt sich durch weitere Zugabe von oberflächenaktiven Verbindungen erheblich steigern. Hierbei ergibt sich offensichtlich ein synergistischer
Effekt, der es gestattet, mit deutlich geringeren Mengen dieser beiden Produkte (als im Falle der Einzelkomponmenten) innerhalb der gleichen praxisüblichen Benetzungszeiten auszukommen. Das ist besonders beim AbHämm-Verfahren von Vorteil, weil dann nur ein sehr geringer Rückstand der Netzmittelkomponente auf der Ware verbleibt
Als sogenannte oberflächenaktive Substanzen können alle bekannten Produkte dieser Art Verwendung finden, wobei jedoch besondere Verbindungen mit guter biologischer Abbaubarkeit in Betracht kommen, respektive diejenigen, welche sich beim Verbrennungsprozeß soweit verändern, daß sie in den folgenden Nachbehandlungsbädern keine Abwasserbelastung verursachen.
Bei den Vertretern von verfahrensgemäß einsetzbaren oberflächenaktiven Substanzen handelt es sich um vorzugsweise aliphatischen Fettalkohole in oxäthylierter, oxpropylierter und/oder sulfonierten Form. Besonders geeignet für diesen Zweck sind z. B. die Umsetzungsprodükre von 1 Mol Isotridecylalkohol mit 5 bis 10 Mol, insbesondere 8 MoI Äthylenoxid.
Die oberflächenaktiven Substanzen werden nach dem neuen Verfahren in Mengen von 0,1 bis 3,0 g, bevorzugt 03 bis 2,0 g, pro Liter der anwesenden Flotte verwendet
Für die Behandlung nach dem beanspruchten Verfahren kommen Textilmaterialie:; aus sämtlichen bekannten natürlichen oder synthetischen Fasergrundsubstanzen bzw. Mischungen daraus in jedem für eine kontinuierliche Arbeitsweise geeigneten Verarbeitungszustand in Frage.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kombination von verschiedenen Alkoholen, Wasser jnd eventuellen geringen Zusatz einer oberflächenaktiven Substanz gelingt es, auch z. B. textile Artikel aus lohbaumwolle zu imprägnieren und gut gleichmäßige Effekte zu erzielen. Hierdurch kann das wirtschaftliche Abflämm-Verfahren auch bei niedrigem Gehalt an brennbarem Lösemittel für ungenügend vorbehandelte, also schlecht netzende Textilien mit gutem Erfolg eingesetzt werden.
Gegenüber den ohne Zusatz von Butanol sowie dem oben genannten oberflächenaktiven Oxäthylierungsprodukt von Isotridecylalkohol durchgeführten Behandlungsprozessen kann bei Anwendung dieser beiden Substanzen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren die Zeitdauer für eine einwandfreie Benetzung des Textilmaterials mit den Mischungen aus Methanol/Wasser wesentlich reduziert werden. Gerade aber in dieser Tatsache Hegt der besondere Wert der vorliegenden Erfindung, weil speziell bei der geringen Einwirkungszeit der Flotte auf die Ware zwischen dem Imprägnieren und dem Trocknen auf Restfeuchten zwischen 0 und 15% (unter den Migrationsschwellenwert) im Rahmen der Abflämm-Technik (durchschnittlich 3 — 5 Sekunden gegenüber 20—40 Sekunden bei Wasser) ein sehr spezifisches Netzmittel erforderlich ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in Anlehnung an das beanspruchte Verfahren auch ein Mittel zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus
a) 950 bis 700, vorzugsweise 900 bis 800 Volumentei· leti des aliphatischen, geradkettigen oder verzweigten, einwertigen Alkohols mit mehr als 2 C-Atomen, insbesondere Propanol und Butanol, und
b) 50 bis 300, vorzugsweise 100 bis 200 Volumenteilen eines oberflächenaktiven Oxäthylierungs-, Oxpropylierungs und bzw. oder Sulfonierungsprodnktes von aliphatischen Fettalkoholen.
Aus der GB-PS 3 06 913 ist es bereits bekannt, daß die Benetzbarkeit von Textilmaterialien mit wäßrigen Behandlungsflotten durch den Zusatz einer geringen Menge (2 bis 5 cnvVl) eines einwertigen aliphatischen,
aromatischen oder ganz oder teilweise hydrierten aromatischen Alkohols mit mehr als 2 C-Atomen oder einer Mischung eines solchen Alkohols mit Methanol oder Äthanol, verbessert werden kann (vgl, hierzu GB-PS 3 06 913, Seite 2, Zeilen 19 bis 31).
ίο Jedoch unterscheidet sich die dem britischen Patent 3 06 913 zugrundeliegende Aufgabenstellung grundlegend von derjenigen der vorliegenden Erfindung. Während es gemäß der GB-PS 3 06 913 darum geht durch geeignete Zusätze die Netzeigenschaften von alkoholfreien wäßrigen Behandlungsflüssigkeiten zu verbessern, ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, die Netzeigenschaften solcher Flotten zu steigern, die bereits erhebliche Mengen (10 bis 60 VoL-%) eines gesättigten aliphatischen Alkohols mit bis zu 2
C-Atomen enthalten.
Die GB-PS konnte dem Fachmann aber keinerlei Anhaltspunkte für die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe geben, denn es fehlt in dieser Druckschrift jeglicher Hinweis auf wäßrig-alkoholische Behandlungsflüssigkeiten mit hohem Alkoholanteil bzw. deren Netzverhalten.
Wie außerdem durch Vergleichsversuche gezeigt werden konnte sind, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Rotten den aus der GB-PS
jo 3 06 913 bekannten Behandlungsbädern im Hinblick auf die Kürze der Netzzeiten für Textilgut überlegen.
Andererseits war aus der DE-AS 22 14 713 und DE-OS 22 14 714 bekannt daß die Netzwirkung von Wasser/Alkohol-Gemischen der von Wasser allein überlegen ist und für die normalen Bedürfnisse in Textilbetrieben auch ausreichte. Wichtig war für diese Belange, daß das Behandlungsgut gleichmäßig und vollständig durchnetzt wurde. Die Geschwindigkeit dieses Netzvorganges war zweitrangig.
Bei der Entwicklung neuer Techniken, vor allem aber bei kontinuierlichen Prozessen mit sehr hohen Warengeschwindigkeiten und sehr kurzen Abständen zwischen den einzelnen Maschinenaggregaten reicht die Netzwirkung dieser Flotten, welche aliphatische Alkohole mit bis zu 2 C-Atomen enthalten, nicht mehr aus. Es war daher um so erstaunlicher, daß der Zusatz eines weiteren einwertigen Alkohols mit mehr als 2 C-Atomen die Netzzeiten solcher Flotten soweit zu verkürzen imstande war, daß diese kontinuierlichen
Prozesse durchführbar geworden sind.
Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung näher beschreiben, ohne sie jedoch in irgendeiner Weise einzuschränken.
Beispiel 1
Zu einer Lösung aus 70 Vol.-% Wasser und 27,6 Vol.-°/o Methanol werden 2,4 Vol.-% n-Butanol hinzugefügt. Die Bestimmung der Netzzeit eines Baumwolltestgewebes mit dieser Mischung nach der Tauchnetzmethode (vgl. K. L i η d η e r, loe. eil) ergab eine Netzzeit von 210 Sekunden gegenüber > 300 Sekunden ohne Butanolzugabe.
Beispiel 2
Mit einer Lösung aus 70 Vol.-% Wasser, 27 Vol.-°/o Methanol und 3 Vol.-% n-Butanol wurde eine Netzzeil
von 5 Sekunden und eine Oberflächenspannung von 38dyn/cm (nach Traube) bestimmt. Das ist gegenüber den Weiten aus Beispiel 1 eine besonders deutliche Verbesserung hinsichtlich der Netzwirkung.
Mit etwa 5 Vol.-% n-Butanol wird eine Netzzeit von etwa 1 Sekunde erreicht Die Oberflächenspannung beträgt nach wie vor 38dyn/cm (entsprechend 38.10-5 N/cm).
Beispiel
70 Vol.-% Wasser und 23 Vol.-% Methanol werden mit 7 VoM 1,5 Sekunden.
Beispiel 4 Isobutanol versetzt Die Netzzeit beträgt
Die Netzwirkung des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Isotridecylalkohol mit 8 Mol Äthylenoxid in Wasser Methanol/Wasser mit relativ niedrigem Methanolgehalt demonstriert werden. Die Ergebnisse sind in nachste-
kann durch Zugabe von n-Butanol gesteigert werden. 15 henderTabelle II zusammengefaßt: Der gleiche Effekt kann auch bei Mischungen aus
Tabelle II Lösung aus Vol.-% Vol.-% g/l Netzzeit
Vol.-0/. Methanol Butanol Netzmittel Sekunden
Wasser _ _ 0,2 163
100 - - 0,4 98
la 100 - - 1,0 15
Ib 100 - 2,5 0,2 86
Ic 97,5 - 2,5 0,4 38
2a 97,5 - 2,5 1,0 4
2b 97,5 30 - 0,2 142
2c 70 30 - 0,4 40
3a 70 30 - 1,0 6
3b 70 27,5 2,5 0,2 18
3c 70 27,5 2,5 0,4 7
4a 70 27,5 2,5 1,0 1
4b 70 Vergleichsbeispiel
4c
Durch die in den folgenden Tabellen Hl und IV zusammengefaßten Vergleichsversuche wird die Überlegenheit der beim erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Flotten gegenüber den aus der GB-PS 3 06 913 bekannten Behandiungsbädern im Hinblick auf die Kürze der Netzzeiten für Textilgut demonstriert:
Tabelle III Netzwerte von Behandlungsflotten nach DIN 53 901 unter d '11 Bedingungen des erfindungsgemäßen Verfahrens Flottenbestandteile Methanol (Volumprozente) 20 20 Wasser (Volumprozente) 80 80
n-Butanol (cmVl) 50 50
i-Butanol (cmVl)
Isotridecylalk. + 5 AeO g/l 1 Isotridecylalk. + 8 AeO g/l 1 Nonylphenol + !0 AeO g/l Netzzeit in Sekunden < 1 < 1 <
20 20 40 40
80 80 60 60
80 80
1,5
<1
80
1,4
Der synergistische Effekt der Netzflottenbestandteile, Zunahme der Netzwirkung, Abnahme der Netzzeit ist beim stufenweisen Zusatz deutlich erkennbar.
23 60 985 7 Tabelle IV bei 20 C unter den Bedin- Sekunden
Netzzeiten nach DIN 53 901
gungen der GB-PS 3 06 913 Angaben in : l,5cmJ/l
In Wasser 300
3cm Vl 300
300 300
Methylcyclohexanol 3(X) 300
Cyclohexanol 300 300
n-Butanol 300 300
i-Butanol 300 300
n-Pentanol 300
i-Pentanol 300
Ohne Zusatz

Claims (6)

Patentansprüche;
1. Verfahren zur Verbesserung der Benetzbarkeit vor Textilmaterialien mit 10 bis 60 VoL% eines gesättigten aliphatischen Alkohols mit bis zu 2 C-/ ttotnen, insbesondere Methanol, enthaltenden wäil Ingen Behandlungsflüssigkeiten oder solche Mischungen aufweisenden Färbe- bzw. Ausrüstungsnot ten, dadurch gekennzeichnet, daß man diesen Mischungen noch mindestens einen aliphatischen, geradkettigen oder verzweigten, einwertigen Alkohol mit mehr als 2 C-Atomen zusetzt
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Alkohol mit mehr als 2 C-Atomen in Mengen von 1 bis 8 VoL-% verwendet
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich noch oberflächenaktive Substanzen verwendet
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als oberflächenaktive Substanzen Oxäthylierungs-, Oxpropylierungs- und bzw. oder Sulfonierungsprodukte von aliphatischen Fettalkoholen oder Mischungen davon verwendet
5. Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das oberflächenaktive Mittel in Mengen von 0,1 bis 3,0 g/l verwendet
6. Mittel zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Gemisch von
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