DE2910583C2

DE2910583C2 -

Info

Publication number: DE2910583C2
Application number: DE19792910583
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl.-Chem. Dr. 4018 Langenfeld De Nuesslein; Klaus Dipl.-Chem. Dr. 4006 Erkrath De Schumann; Milan-Johann Dipl.-Ing. Dr. 5657 Haan De Schwuger
Original assignee: Henkel AG and Co KGaA
Current assignee: Henkel AG and Co KGaA
Priority date: 1979-03-17
Filing date: 1979-03-17
Publication date: 1990-08-30
Also published as: DE2910583A1

Description

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. Dabei wird lose anhaftender Farbstoff von der Faser abgeseift oder verstärkt fixiert, was zu einer Erhöhung der Wasch- und Reibechtheit des gefärbten Textilguts führt. 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. einen ungenügenden Einfluß auf die Verbesserung der Echtheiten der Färbungen. Dagegen ist es bekannt, daß Polyvinylpyrrolidon eine gewisse echtheitsverbessernde Wirkung aufweist.

Gegenstand des Hauptpatents 28 17 427 ist die Verwendung feinteiliger wasserunlöslicher, vorzugsweise Wasser enthaltender Alkalialuminiumsilikate der allgemeinen Formel

(Kat₂O)_x · Al₂O₃ · (SiO₂)_y ,

in der Kat ein Alkalimetallion, vorzugsweise Natriumion, x eine Zahl von 0,7-1,5, y eine Zahl von 0,8-6, vorzugsweise 1,3-4 bedeuten, mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 25 µ, vorzugsweise 1 bis 12 µ, die ein Calcium bindevermögen 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. aufgrund des Ca-Bindevermögens der Alkalialuminiumsilikate können Störungen, hervorgerufen durch Härte schwankungen der Prozeßwässer, abgefangen werden;
6. kann der Seifprozeß verkürzt und Wasser zum Spülen eingespart werden.
7. Beim Einsatz der erfindungsgemäßen Substanzen wird gleichzeitig ein Anbluten des Druckfonds verringert bzw. vermieden.

Die Erfindung hat eine weitere Verbesserung der nach dem Hauptpatent zu erzielenden Echtheiten zum Ziel. Insbesondere ist es das Ziel der Erfindung, das Abfärben von gefärbten oder bedruckten Gebrauchstextilien unter üblichen Waschbedingungen zu verhindern. Dies macht sich insbesondere dann störend bemerkbar, wenn Buntwäsche zusammen mit ungefärbten Wäschestücken im Haushalt gewaschen wird.

Gegenstand der Erfindung ist demgemäß die Verwendung feinteiliger wasserunlöslicher Alkalialuminiumsilikate der allgemeinen Formel

(Kat₂O)_x · Al₂O₃ · (SiO₂)_y ,

in der Kat ein Alkalimetallion, vorzugsweise Natriumion, x eine Zahl von 0,7-1,5, y eine Zahl von 0,8-6, vorzugsweise 1,3-4 bedeuten, mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 25 µ, vorzugsweise von 1 bis 12 µ, die ein Calcium bindevermögen von 20-200 mg CaO/g wasserfreier Aktivsubstanz aufweisen, als Seifhilfsmittel für Färbungen und Drucke auf Textilmaterial, gemäß Hauptpatent 28 17 427 in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon des Molgewichtes 5 000 bis 1 000 000.

Die wasserunlöslichen Alkalialuminiumsilikate sind aus dem Hauptpatent 28 17 427 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.

Schließlich können geeignete Alkalialuminiumsilikate auch dadurch erhalten werden, daß geeignete wasserlösliche Komponenten in Gegenwart von wasserlöslichen anorganischen oder organischen Dispergiermitteln gefällt und gealtert bzw. kristallisiert werden.

Einzelheiten der Herstellungsverfahren sind im Hauptpatent beschrieben.

Die Alkalialuminiumsilikate werden in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon (PVP) verwendet. Derartige Produkte sind bekannt und im Handel erhältlich. Vorzugsweise wird PVP des Molgewichtes 5 000-1 000 000 eingesetzt. Das Mengenverhältnis von Alkalialuminiumsilikat zu PVP beträgt 1 : 1 bis 10 : 1, vorzugsweise 3 : 1 bis 5 : 1.

Der Seifprozeß wird in bekannter Weise im Anschluß an den Färbeprozeß durchgeführt. Dabei wird die Kombination aus Alkalialuminiumsilikat 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, Al kylsulfonate 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. Die anionischen und nichtionischen Tenside können mit Vorteil im Gemisch eingesetzt werden.

Während im bekannten Seifprozeß etwa 0,5-1,0 g/l an Tensiden neben 0,5-1,5 g/l an alkalischen Salzen eingesetzt werden müssen, benötigt man im Falle der Erfindung 0,15 bis 1,0 g/l an Tensiden neben 0,1 bis 2,0 g/l an Alkalialuminiumsilikaten und 0,1 bis 1,0 g/l an PVP. Ein Zusatz an alkalischen Salzen erübrigt sich.

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 und dgl. vorliegen.

Der Seifprozeß wird in üblicher Weise auf den in der Textilindustrie eingesetzten Maschinen und Apparaten diskontinuierlich oder kontinuierlich durchgeführt.

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 Verbesserung der Echtheitseigenschaften, die Einsparung an Tensiden und Salzen und die Verbesserung der Abwasserqualität hinzuweisen.

Die Anwendung kann in der Weise erfolgen, daß Alkali aluminiumsilikate, PVP und gegebenenfalls Tenside der Seifflotte getrennt zugesetzt werden. Auch eine Kombination als Fertigprodukt evtl. mit weiteren üblichen Zusätzen, wie niedermolekulare Polyglykoläther, Eiweiß hydrolysate, Pineöl oder dgl. zu stabilen Suspensionen, die für die Anwendung ohne Schwierigkeiten mit Wasser zu verdünnen sind, ist möglich.

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 Einzel substanzen selbst. Die besten Ergebnisse werden jedoch auch hier unter Weichwasserbedingungen erreicht, wie sie bei Färbe- und Nachseifprozessen in der Textilindustrie üblich sind.

Zur Ermittlung der anfärbeinhibierenden Wirksamkeit von Aluminiumsilikaten, PVP und der Kombinationen beider Substanzen sind Modellversuche im Launderometer am besten geeignet.

Durchführung der Modelluntersuchung

Folgende Substanzen und Hilfsmittel wurden eingesetzt;

Alkalialuminiumsilikate

Typ I A-I J des Hauptpatentes

Anfärbeinhibitoren
II A: PVP
MG: 40 000
II B: PVP	MG: 700 000

Tenside
III A
Gemisches aus gleichen Teilen Fettalkohol C_10-16 · 9,5 Mol Ethylenoxid-Addukt und lineares Alkylsulfat C_12-18, Na- oder NH₄-Salz
III B	Fettalkohol C_10-16 · 9,5 Mol Ethylenoxid-Addukt
III C	Nonylphenol 10 Mol Ethylenoxid-Addukt

Färbungen
IV A:
Reaktivfärbung
	2,6% C. I. Reactive Orange 20 auf vorgereinigtem Baumwolltrikot
IV B:	Substantivfärbung
	3% C. I. Direct Red 95 auf Bauwollgewebe (vorbehandelt)
IV C:	Naphtholfärbung
	Grundierung: 14,0 g/kg Gewebe (Bauwolle vorgereinigt) C. I. Azoic Coupling Component 2
	Entwicklung: 48,5 g/kg Gewebe C. I. Anzoic Diazo Component 35

Waschbedingungen Durchführung im Launderometer

Weichwasser 0-1° d; Wasser 16° d (Mg/Ca=¹/₅), 10 Kugeln, 15 Minuten bei 90°C, 3×60′′ spülen. Flottenverhältnis 1 : 30, pH 9.

Die Auswertung der Untersuchungen erfolgte durch Bestimmung der Remission der mitgewaschenen Weißware und der Echtheitsbestimmung an der Farbware. Letztere wurde bestimmt nach DIN 54 021 (Reibechtheit trocken) und DIN 54 010/54 011 (Waschechtheit 60°C bzw. 95°C).

Beispiel 1 Färbung IV A

In einem Laborversuch wurde die Färbung IVA sowohl nach dem Standverfahren mit den Einzelsubstanzen, als auch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit der Kombination von Alkalialuminiumsilikat/PVP geseift. Die Meßwerte (Remission) sind Mittelwerte aus drei Einzelmessungen:

Tabelle 1a

Tabelle 1b

Beispiel 2 Färbung IV B

Durchführung siehe Beispiel 1.

Tabelle 2

Beispiel 3 Färbung IV C

Durchführung siehe Beispiel 1.

Tabelle 3

Beispiel 4 Färbung IV B

In einem Laborversuch wurde die Färbung IV B mehrfach mit der Kombination, bestehend aus PVP/Aluminiumsilikat geseift.

Tabelle 4

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.

Bedingungen: Weichwasser 0-0,5°d 20 Minuten bei 95°C Flottenverhältnis 1 : 20. Nach dem Waschen wurde 1× heiß (90°C, 5 Minuten) und 1× kalt gespült. Die Echtheiten wurden nach DIN 54 010/54 011 und DIN 54 021 geprüft.

Tabelle 5

Claims

1. Verwendung feinteiliger wasserunlöslicher Alkalialuminiumsilikate der allgemeinen Formel (Kat₂O)_x · Al₂O₃ · (SiO₂)_y ,in der Kat ein Alkalimetallion, x eine Zahl von 0,7-1,5, y eine Zahl von 0,8-6 bedeuten, mit einer Partikelgröße von 0,1 bis 25 µ, die ein Calciumbindevermögen von 20-200 mg CaO/g wasserfreier Aktivsubstanz aufweisen, als Seifhilfsmittel für Färbungen und Drucke auf Textilmaterial, gemäß Hauptpatent 28 17 427 in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon des Molgewichtes 5 000 bis 1 000 000.

2. Verwendung feinteiliger Alkalialuminiumsilikate in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Alkalialuminiumsilikate der allgemeinen Formel verwendet werden, in der Kat ein Natriumion und y eine Zahl von 1,3 bis 4 bedeuten und die Partikelgröße zwischen 1 und 12 µ liegt.

3. Verwendung feinteiliger Alkalialuminiumsilikate in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Alkalialuminiumsilikat zu Polyvinylpyrrolidon 1 : 1 bis 10 : 1 beträgt.

4. Verwendung feinteiliger Alkalialuminiumsilikate in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Alkalialuminiumsilikat zu Polyvinylpyrrolidon 3 : 1 bis 5 : 1 beträgt.

5. Verwendung feinteiliger Alkalialuminiumsilikate in Kombination mit wasserlöslichem Polyvinylpyrrolidon nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich anionische und/oder nichtionische Tenside verwendet werden, wobei die Seifflotte 0,1-2,0 g/l an Alkalialuminiumsilikat, 0,1-1,0 g/l Polyvinylpyrrolidon und 0,15-1,0 g/l an Tensiden enthält.

6. Verwendung einer Kombination nach Anspruch 1 bis 5 als Seifhilfsmittel zur Nachbehandlung von Färbungen und Drucken mit Naphtholfarbstoffen, Reaktivfarbstoffen, Schwefelfarbstoffen, Küpenfarbstoffen und Dispersions farbstoffen und Zellulosefasermaterial und Synthesefasermischungen.