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Verwendung feinteiliger wasserunlöslicher Alkali-
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aluminiumsilikate als Seifhilfsittel für Färbungen und Drucke auf
Textilmaterial Zusatz zu Patent .. ... .. (patentanmeldung P 28 17 427.8 (D 5477))
Zur Verbesserung der Echtheiten von Färbungen oder Drucken auf Textilmaterial ist
es üblich, im Anschluß an den Färbe- bzw. Druckvorgang eine Nachbehandlung -genannt
Seifen - durchzuführen. Für diesen Seifprozeß werden neben anionischen und/oder
nichtionischen Tensiden vielfach alkalische Salze wie Soda eingesetzt.
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Dabei wird lose anhaftender Farbstoff von der Faser abgeseift oder
verstärkt fixiert, was zu einer Erhöhung der Wasch- und Reibechtheit des gefärbten
Textilguts führt.
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Die verstärkte Fixierung beruht auf der Agglomerierung von einzelnen
Farbstoffmolekülen zu Assoziaten. Substanzen wie Carboxymethylzellulose oder Builder,
wie sie in Waschmitteln eingesetzt werden, zeigen keinen bzw.
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einen ungenügenden Einfluß auf die Verbesserung der
Echtheiten
der Färbungen. Dagegen ist es bekannt, daß Polyvinylpyrrolidon eine gewisse echtheitsverbessernde
Wirkung aufweist.
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Gegenstand des Hauptpatentes ., .. .. (Patentanmeldung P 28 17 427.8)
ist die Verwendung feinteiliger wasserunlöslicher, vorzugsweise Wasser enthaltender
Alkalialuminiumsilikate der allgemeinen Formel (Kat20)x Al263 * (SiO2)y in der Kat
ein Alkalimetallion, vorzugsweise Natriumion, x eine Zahl von 0,7 - 1,5, y eine
Zahl von o,8 - 6, vorzugsweise 1,3 - 4 bedeuten, mit einer Partikelgröße von 0,1
bis 25 µ, vorzugsweise 1 bis 12 µ, die ein Calciumbindevermögen von 20 - 200 mg
CaO/g wasserfreier Aktivsubstanz aufweisen, als Seifhilfsmittel für Färbungen und
Drucke auf Textilmaterial. Diese Alkalialuminiumsilikate werden vorzugsweise in
Kombination mit anionischen und/ oder nichtionischen Tensiden eingesetzt. Dabei
werden folgende Vorteile erzielt; 1. Die Echtheiten der Färbungen und Drucke - vor
allem die Wasch- und Reibechtheiten - werden insbesondere bei als kritisch bekannten
Farbstoffen deutlich verbessert; 2. auf den vielfach praktizierten Zusatz von stark
alkalischen Verbindungen, wie z. B. Soda, kann verzichtet werden; 3. beim Einsatz
der erfindungsgemäßen Substanzen kann die zum Seifen übliche Tensidmenge erheblich
reduziert wer-
den; 4. die Flotten und Abwässer des Seifprozesses
sind im Vergleich zum Standardverfahren - speziell bei Verwendung von Soda - weniger
stark alkalisch und enthalten nur geringe Mengen an Elektrolyten. Dies wirkt sich
günstig auf die Abwasserqualität aus; 5. auf Grund des Ca-Bindevermögens der Alkalialuminiumsilikate
können Störungen, hervorgerufen durch Härteschwankungen der Prozeßwässer, abgefangen
werden; 6. kann der Seifprozeß verkürzt und Wasser zum Spülen eingespart werden.
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7. Bei Einsatz der erfindungsgemäßen Substanzen wird gleichzeitig
ein Anbluten des Druckfonds verringert bzw. vermieden.
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Die Erfindung hat eine weitere Verbesserung der nach dem Hauptpatent
zu erzielenden Echtheiten zun Ziel. Insbesondere ist es das Ziel der Erfindung,
das Abfärben von gefärbten oder bedruckten Gebrauchstextilien unter üblichen Waschbedingungen
zu verhindern. Lies macht sich insbesondere dann störend bemerkbar, wenn Buntwäsche
zusarmen mit ungefärbten Wäschestücken im Haushalt gewaschen wird.
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Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Verwendung feinteiliger
wasserunlöslicher Alkalialuminiumsilikate der allgemeinen Formel (Kat2O)@ . Al2O3
. (SiO2)y, in der @@@ @@@ Alkalimetallion, vorzugsweise Natriumion,
x
eine Zahl von 0,7 - 1,5, y eine Zahl von o,8 - 6, vorzugsweise 1,3 - 4 bedeuten,
mit einer Partikelgröße von o,1 bis 25,u, vorzugsweise von 1 bis -12/1 die ein Calciumbindevermögen
von 20 - 200 mg CaO/g wasserfreier Aktivsubstanz aufweisen, als Seifhilfsmittel
für Färbungen und Drucke auf Textilmaterial, gemäß Hauptpatent ..
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(Patentanmeldung P 28 17 427.8) in Kombination mit wasserlöslichem
Polyvinylpyrrolidon des Molgewichtes 5000 bis 1 000 000.
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Die wasserunlöslichen Alkalialuminiumsilikate sind aus dem Hauptpatent
.. .. ... (Patentanmeldung P 28 17 427.8) bekannt. Ihre Herstellung erfolgt in erster
Linie durch Reaktion von wasserlöslichen Silikaten mit wasserlöslichen Aluminaten
in Gegenwart von Wasser. Es führen jedoch auch Reaktionen der Ausgangskomponenten
in der Schmelze oder hydrothermale Verfahren durch Behandlung von calciniertem Kaolin
mit wäßrigem Alkalihydroxid zum Ziel.
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Schließlich können geeignete Alkalialuminiumsilikate auch dadurch
erhalten werden, daß geeignete wasserlösliche Komponentenin Gegenwart von wasserlöslichen
anorganischen oder organischen Dispergiermitteln gefällt und gealtert bzw. kristallisiert
werden.
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Einzelheiten der Herstellungsverfahren sind im Hauptpatent beschrieben.
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Die Alkalialuminiumsilikate werden in Kombination mit wasserlöslichem
Polyvinylpyrrolidon (PVP) verwendet. Derartige Produkte sind bekannt und im Handel
erhältlich.
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Vorzugsweise wird PVP des Molgewichtes 5 ooo - 1 ooo ooo eingesetzt.
Das Mengenverhältnls von Alkalialuminiumsilikat zu PVP beträgt . 1 bis 10 : 1, vorzugsweise
3 : 1 bis 5 : 1.
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Der Seifprozeß wird in bekannter Weise im Anschluß an den Färbeprozeß
durchgeführt. Dabei wird die Kombination aus Alkalialurniniumsilikat und PVP vorzugsweise
zusammen mit Tensiden, insbesondere anionischen und nichtionischen Tensiden eingesetzt.
Als anionische Tenside kommen vor allem höhere Sulfate oder Sulfonate mit 8 - 18
C-Atomen in Betracht, wie primäre und sekundäre Alkylsulfate, Alkylsulfonate oder
Alkylarylsulfonate. Geeignete nichtionische Tenside sind beispielsweise die Addukte
von 5 bis 30 Mol Äthylenoxid an höhere Fettalkohole, Alkylphenole, Fettsäuren oder
Fettamine mit 8 - 18 C-Atomen.
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Die anionischen und nichtionischen Tenside können mit Vorteil im Gemisch
eingesetzt werden.
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Während im bekannten Seifprozeß etwa 0,5 - 1,o g/l an Tensiden neben
0,5 - 1,5 gil an alkalischen Salzen eingesetzt werden müssen, benötigt man im Falle
der Erfindung o,15 bis 1,o gIl an Tensiden neben o,1 bis 2,o g«/l an Alkalialuminiumsilikaten
und o,1 bis 1,o gll an PVP. Ein Zusatz an alkalischen Salzen erübrigt sich.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Kombination hat sich als vorteilhaft
erwiesen zur Nachbehandlung von Färbungen auf unterschiedlichen Natur- und Synthesefasern
sowie bei Färbungen bzw. Drucken mit den verschiedensten Farbstoffen, sofern ein
Nachseifprozeß angewendet wird. Besondere Vorteile haben sich ergeben bei der Behandlung
von Färbungen auf Zellulosefasermaterial, wie Baumwolle, gegebenenfalls in Mischung
mit Synthesefasern, bei der Anwendung von Naphtholfarbstoffen, Reaktivfarbstoffen,
Schwefelfarbstoffen und Küpenfarbstoffen sowie beim Färben von Synthesefasermaterial,
wie Polyesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen. Das Textilmaterial kann in Form
von Garnen, Geweben oder Gewirken udgl. vorliegen.
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Der Seifprozeß wird in üblicher Weise auf den in der Textilindustrie
eingesetzten Maschinen und Apparaten diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt.
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Durch den erfindungsgemäßen Einsatz der feinteiligen, wasserunlöslichen
Alkalialuminiumsilikate in Kombination mit PVP als Seifhilfsmittel werden die eingangs
geschilderten Vorteile gegenüber dem herkömmlichen Seifprozeß erzielt. Insbesondere
ist nochmals auf die Verbeserung der Echtheitseigenschaften, die Einsparung an Tensiden
und Salzen und die Verbeserung der Abwasserqualität hinzuweisen.
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Die Anwendung kann in der Weise erfolgen, daß Alkalialuminiumsilikate,
PVP und gegebenenfalls Tenside der Seifflotte getrennt zugesetzt werden. Auch eine
Kombination als Fertigprodukt evtl. mit weiteren üblichen Zusätzen, wie niedermolekulare
Polyglykolather, Eiweißhydrolysate, Pineöl oder dgl. zu stabilen Suspensionen, die
für.die Anwendung ohne Schwierigkeiten mit Wasser zu verdünnen sind, ist möglich.
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Es ist bekannt, daß Elektrolyte,und hier besonders diejenigen der
II. Hauptgruppe, einen störenden Einfluß auf Färbe- bzw. Anfärbeprozesse sowie auf
Waschprozesse ausüben können. Wie in den nachfolgenden Beispielen aufgezeigt wird,
besitzt auch unter diesen Bedingungen die Kombination von Alkalialuminiumsilikaten
mit PVP einen günstigeren echtheitsverbessernden Effekt als die Einzelsubstanzen
selbst. Die besten Ergebnisse werden jedoch auch hier unter Weichwasserbedingungen
erreicht, wie sie bei Färbe- und Nachseifprozessen in der Textilindustrie üblich
sind.
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Zur Ermittlung der anfärbeinhibierenden Wirksamkeit von Aluminiumsilikaten,
PVP und der Kombinationen beider Substanzen sind Modellversuche im Launderometer
am besten geeignet.
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Durchführung der Mode llunt ersuchungen Folgende Substanzen und Hilfsmittel
wurden eingesetzt; Alkalialuminiumsilikate: Typ IA-IJ des Hauptpatentes Anfärbeinhibitoren:
IIA: PVP MG: 40 ooo IIB: PVP MG: 700 ooo Tenside: IIIA: Gemische aus gleichen Teilen
Fettalkohol C10-16.9,5 Mol Ethylenoxid-Addukt und lineares Alkylsulfat C12-18, Na-oder
NH4-Salz IIIB: Fettalkohol C10-16.9,5 Mol Ethylenoxid-Addukt IIIC: Nonylphenol 10
Mol Ethylenoxid-Addukt Färbungen: IVA: Reaktivfärbung -2,6 % C.1. Reactive Orange
20 auf vorgereinigtem Baumwolltrikot IVB: Substantivfärbung -3 % C.I. Direct Red
95 auf Baumwollgewebe (vorbehandelt)
IVC: Naphtholfärbung -Grundierung:
14,0 g/kg Gewebe (Baumwolle vorgereinigt) C.I.Acoic Coupling Component 2 Entwicklung:
48,5 g/kg Gewebe C.I. Acoic Coupling Component 35 Waschbedingungen - Durchführung
im Launderometer -Weichwasser o - 10 d; Wasser 160 d,, (Mg/Ca = 1/5), 10 Kugeln,
15 Minuten bei 90° C, 3 x 6o spulen. Flottenverhältnis 1 : 3o> pH 9.
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Die Auswertung der Untersuchungen erfolgte durch Bestimmung der Remission
der mitgewaschenen Weißware und der Echtheitsbestirnmung an der Farbware. Letztere
wurde bestimmt nach DIN 54021 (Reibechtheit trocken) und DIN 54010/54011 (Waschechtheit
60° C bzw. 95° C).
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Beispiel 1 Färbung IVA In einem Laborversuch wurde die Färbung IVA
sowohl nach dem Standardverfahren mit den Einzelsubstanzen, als auch nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren mit der Kombination von Alkalialuminiumsilikat/PVP geseift. Die Meßwerte
(Remission) sind Mittelwerte aus drei Einzelmessungen:
| Remission (%) Waschecht- Reibecht- |
| mit gewaschener heit DIN heit DIN |
| Weißware 54010 54021 |
| Tabelle 1a |
| trocken |
| O°d 16°d |
| 1 gil Tensid | 66 52 3 3 |
| IIIA |
| 0,5 g/l Na2SO4 |
| 1 gil Tensid |
| IIIA |
| 0,5 g/l Al-Si- 77 68 5 4 - 5 |
| likat 1 A |
| 1 g/l Tensid |
| IIIA |
| 78 70 4 - 5 4 |
| 0,5 g/l PVP |
| II |
| 1 g/l Tensid |
| III A |
| o,4 gil PVP |
| IIA |
| 0,3 g/l Al- 02 01 @ @ |
| Silikat I A |
Echtheiten: 1 = gering 5 = sehr gut
| Remission (%) Waschecht- Reibechtheit |
| mit gewaschener heit DIN trocken |
| Tabelle 1 b WeOißware 54010 DIN 54021 |
| O@ d 16° d |
| o,8 g/l Tensid |
| III B 70 58 3 3 - 4 |
| 0,5 g/l Na2SO4 |
| o,8 g/l Tensid |
| III B |
| 0,5 g/l Al-Sir 78 73 5 4 - 5 |
| likat @ I C |
| 0,8 g/l Tensid |
| III B |
| 0,5 g/l PVP '' 74 5 II - 5 |
| II A |
| o,8 g/l Tensid |
| III B |
| o,4 g/l PVP |
| II A 82 80 5 5 |
| o,3 g/l Al-Si- |
| likat I C |
Beispiel 2 Färbung IV B Durchführung siehe Beispiel 1
| Remission (%) Waschecht- Reibecht- |
| Tabelle 2 mit gewaschener heit DIN heit trocken |
| Weißware 54010 DIN 54021 |
| O° d 16° d |
| 1,o gil Tensid |
| III A 22 16 2 - 3 4 - 5 |
| 0,5 g/l NawSO4 |
| 1,0 g/l Tensid |
| III A |
| 41 15 3 4 - 5 |
| 0,5 g/l Al-Si- |
| likat I D |
| 1,0 g/l Tensid |
| III A |
| 61 42 3 - 4 4 - 5 |
| 0,5 g/l PVP |
| II B |
| 1,0 g/l Tensid |
| III A |
| 0,4 g/l PVP |
| II B |
| 74 58 4 4 - 5 |
| 0,3 g/l Al-Si- |
| likat I D |
Beispiel 7 Färbung IV C Durchführung siehe Beispiel 1.
| Remission (%) Waschecht- Reibecht- |
| mit gewaschener heit DIN heit DIN |
| Tabelle 3 |
| Weißware 54010 54021 |
| O° d 16° d trocken |
| 1,0 g/l Tensid |
| III C 76 72 3 - 4 4 |
| 0,5 g/l Na2SO4 |
| 1,0 g/l Tensid |
| III C |
| 80 77 4 - 5 4 - 5 |
| 0,5 g/l Al-Si- |
| likat I B |
| 1,0 g/l Tensid |
| III C |
| 0,5 g/l PVP |
| II A 80 78 4 - 5 4 |
| 1,0 g/l Tensid |
| III C |
| 0,4 g/l PVP |
| II A |
| 0,3 g/l Al-Si- |
| likat I B |
Beispiel 4 Färbung IV B In einem Laborversuch wurde die Färbung
IV B mehrfach mit der Kombination, bestehend aus PVP/Aluminiumsilikat geseift.
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Tabelle 4
| Remission (%) Waschecht- Reibecht- |
| gewaschener heit DIN heit DIN |
| Seifungen |
| Weißware 54010 54021 |
| O° d 16° d trocken |
| 1,0 g/l Tensid |
| III A |
| 0,4 g/l PVP IIB |
| 1x 70 56 4 4 - 5 |
| 0,3 g/l Al-Sili- |
| kat I A |
| 1,0 g/l Tensid |
| III A |
| 2x 0,4 g/l PVP IIB 82 65 4 4 - 5 |
| 0,3 g/l Al-Si- |
| likat I A |
| 1,0 g/l Tensid |
| III A |
| 3x |
| 0,4 g/l PVP IIB 83 72 4 - 5 4 - 5 |
| 0,3 g/l Al-Sili- |
| kat I A |
Beispiel 5 Färbung IV A In einem Betriebsversuch wurde vorgereinigtes
Baumwolltrikot/Stretchpolyamid, gefärbt mit 2,6 % C.I. Reactive Orange 20 auf der
Haspelkufe sowohl nach einem Standardverfahren wie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
behandelt.
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Bedingungen: Weichwasser O - 0,5° d 20 Minuten bei 950 C Flottenverhältnis
1 : 20. Nach dem Waschen wurde lx heiß (90° C, 5 Minuten) und lx kalt gespült. Die
Echtheiten wurden nach DIN 54010/54011 und DIN 54021 geprüft.
| Waschechtheit Reibechtheit |
| Tabelle 5 |
| DIN 54010/54011 DIN 54021 trocken |
| 1 g/l Tensid III A 60° C 3-4 3 - 4 |
| 0,5 g/l Soda 95° C 3 |
| 0,5 g/l Tensid III A 60° C 5 |
| 0,3 g/l Al-Silikat |
| I C 95°C 5 5 |
| 0,4 g/l PVP II A |