DE3435619C2

DE3435619C2 -

Info

Publication number: DE3435619C2
Application number: DE3435619A
Authority: DE
Inventors: Hans 8902 Neusaess De Deiner; Erich 8901 Stadtbergen De Roessler
Original assignee: Chemische Fabrik Pfersee 8900 Augsburg De GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Pfersee 8900 Augsburg De GmbH
Priority date: 1984-09-28
Filing date: 1984-09-28
Publication date: 1988-02-25
Also published as: GB8522155D0; DE3435619A1; IT1182864B; GB2164963A; IT8548570A0

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schrumpf- und Filzfestmachen von Keratinfasern enthaltendem oder daraus bestehendem Textilgut mit Hilfe von polyfunktionellen Aziridinverbindungen in Kombination mit vernetzbaren Polyurethanen.

Aus der DE-AS 12 65 114 ist ein Verfahren bekannt, nach dem man mit Hilfe von bestimmten polyfunktionellen Aziri dinverbindungen das Einlaufen und Verfilzen von Fasern, Fäden, Garnen und Geweben aus Wolle vermindern kann. Wie Versuche gezeigt haben, genügen jedoch die erzielbaren Schrumpf- und Filzfesteffekte den heutigen Anforderungen nicht mehr.

Auch sind zahlreiche Verfahren zur Herstellung von wäßrigen Polyurethan-Dispersionen bekannt. Sie werden u. a. zur antistatischen und knitterfreien Ausrüstung von Textilien eingesetzt. Wie Versuche auch hier gezeigt haben, geben diese Polyurethane, auf Wolle angewandt, hinsichtlich der Verminderung des Schrumpfens und Verfilzens ebenfalls nur unbefriedigende Effekte.

Aus den beiden US-Patentschriften 35 42 505 und 36 42 972 sind Verfahren zum Schrumpf- und Filzfestmachen von Kera tinfasern enthaltendem oder daraus bestehendem Textilgut mittels aziridin-modifizierter Polyurethane bekannt. Diese werden durch Umsetzung von Polyurethanen, die freie Isocyanatgruppen enthalten, mit Aziridinen in inertem Lösungsmittel hergestellt und anschließend gegebenenfalls emulgiert. Die Entfernung der aus naheliegenden Gründen unerwünschten Lösungsmittel aus den Lösungen der Produkte bzw. aus deren Emulsionen gestaltet sich schwierig, da die aziridin-modifizierten Polyurethane offensichtlich thermisch instabil sind, wie sich aus den Herstellungsbe dingungen ergibt.

Es wurde nun gefunden, daß man die Nachteile des Standes der Technik vermeiden kann und auf Wolle eine Schrumpf- und Filzfestigkeit in unerwartet hohem Aus maß erzielt, wenn man die polyfunktionellen Aziridin verbindungen mit Polyurethanen kombiniert anwendet.

Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren zum Schrumpf- und Filzfestmachen von Keratinfasern enthaltendem oder daraus bestehendem Textilgut durch Behandeln mit zumindest einer polyfunktionellen Aziridinverbindung, wobei die N-Atome der Aziridinylreste an C-Atome gebunden sind und die C-Atome der Aziridinylreste gegebenenfalls durch niedere Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen sub stituiert sind, in gelöster oder dispergierter Form, ge gebenenfalls unter Zusatz weiterer, zur Behandlung in der Textilindustrie üblicher Hilfsmittel, Trocknen und Härten, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Behand lungsflotte zusätzlich zu der Aziridinverbindung ein Po lyurethan mit zur Vernetzung befähigten Gruppen enthält.

Es ist zwar möglich, Polyurethane erfindungsgemäß zusam men mit den polyfunktionellen Aziridinverbindungen als Lösung in einem geeigneten organischen Lösungsmittel auf Keratinfasern enthaltendes oder daraus bestehendes Tex tilgut zu applizieren, doch wird die Anwendung aus wäßriger Phase aus allgemein verständlichen Gründen eindeutig bevorzugt.

Unter den polyfunktionellen Aziridinverbindungen sind solche zu verstehen, die mindestens 2 Aziridinylreste enthalten, wobei die N-Atome der Aziridinylreste an C-Atome ge bunden sind. Dabei können die C-Atome des Aziridinylrestes noch durch niedere Alkylreste mit 1 bis 4 C-Atomen substi tuiert sein. Besonders geeignet sind Aminoaziridine (siehe DE-AS 12 65 114).

Methoden zur Herstellung der für das erfindungsgemäße Ver fahren geeigneten polyfunktionellen Aziridinverbindungen sind der schon erwähnten DE-AS 12 65 114 sowie der US-PS 25 96 200 und der FR-PS 15 44 210 zu entnehmen. Besonders bevorzugt werden Aziridinverbindungen mit 3 Aziridinyl resten, also solche, die sich beispielsweise durch Ver esterung von ungesättigten Säuren wie Acryl-, Methacryl- oder Crotonsäure mit dreiwertigen Alkoholen wie Glycerin, Triethanolamin, 1,3,5-Hexantriol oder insbesondere Tri methylolpropan bzw. durch Umesterung von Niedrigalkyl estern der genannten Säuren mit den genannten dreiwertigen Alkoholen und anschließender Anlagerung des Ethylen imins bzw. seiner durch niedrige Alkylreste C-substituierten Derivate, wie des 1,2-Propylen-, des 1,2-Butylen- oder des C-Butylethylenimins, auf einfache Weise herstellen lassen (vgl. US-PS 25 96 200).

Eine ganz besonders bevorzugte Aziridinverbindung stellt der Triester der β-(2-Metylaziridinyl)propionsäure mit Trimethylolpropan dar. Diese Verbindung vereinigt in sich hinreichende Wasserlöslichkeit, Stabilität und hervorra gende Effekte hinsichtlich der erwünschten Schrumpf- und Filzfestigkeit bei der Anwendung im Rahmen des erfindungs gemäßen Verfahrens.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Polyurethane sind - wie dem Fachmann geläufig - durch Umsetzung von mehrwertigen, aliphatischen, cycloaliphati schen, araliphatischen und aromatischen Isocyanaten, wie beispielsweise Hexandiisocyanat, den verschiedenen Isomeren des Toluylendiisocyanats, Diphenylmethandiisocyanat mit Verbindungen mit mindestens 2, insbesondere mindestens 3 reaktionsfähigen Wasserstoffatomen und einem Molekulargewichtsbereich von etwa 100 bis 6000 zugänglich. Als solche Verbindungen sind höhermolekulare reaktive Verbindungen, wie Polyester, Polyether, Polyacetale, Polyamide und Polyesteramide, aber auch niedermole kulare Polyole mit insbesondere mehr als 2 OH-Gruppen, z. B. Trimethylolpropan, 1,3,5-Hexantriol, Glycerin und Pentaerythrit oder Alkanolamine, z. B. Triethanolamin zu nennen; die erhaltenen Polyurethane besitzen jeweils endständige Hydroxyl-, Carboxyl- respektive Amino- aber auch NCO-Gruppen, wobei die Umsetzung der höhermolekularen reaktiven Verbindungen mit den Isocyanaten gegebenenfalls auch in Gegenwart von Kettenverlängerungsmitteln vorgenommen wird, wie es dem Fachmann durchaus bekannt ist.

Besonders geeignet für die Anwendung im Rahmen des erfin dungsgemäßen Verfahrens sind lineare Polyesterurethane, da diesen eine hohe Lichtbeständigkeit zukommt und diese den Griff des behandelten Textilgutes am wenigsten beein trächtigen. Mit besonderem Vorteil werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens emulgatorfreie Polyurethan Dispersionen eingesetzt; das sind solche Polyurethane, deren Dispergierbarkeit auf dem Einbau ionischer Gruppen oder auf dem Einbau von die Hydrophilie der Polyurethane steigernden Resten, insbesondere von Polyalkylenoxidein heiten beruhen. Wie den einschlägigen Veröffentlichungen zu entnehmen ist (vergleiche z. B. DE-AS 14 95 745, DE-AS 14 95 847, DE-OS 23 14 512 und DE-OS 23 14 513), enthalten diese Dispersionen vernetzbare Gruppen und ergeben in Kombination mit Aziridinverbindungen auf der Wolle die besten Effekte.

Weiterhin sind besonders bevorzugt niedermolekulare Poly urethane, die aus den genannten niedermolekularen Polyol verbindungen und Polyisocyanaten hergestellt worden sind und freie Isocyanatgruppen aufweisen. Derartige Verbindungen können selbstverständlich nicht direkt, sondern nur in blockierter Form zusammen mit den Aziridinverbindungen eingesetzt werden. Die Blockierung wird dabei in bekannter Weise, z. B. mit Oximen, vorgenommen (s. EP-OS 1 07 838). In gleicher Weise wie niedermolekulare Polyurethane verhalten sich auch Polyisocyanate mit einem Mole kulargewicht von mindestens 450, vorzugsweise mindestens 600, so daß diese Verbindungsgruppe erfindungsgemäß auch unter den Begriff der niedermolekularen Polyurethane fällt.

Wendet man solche Polyurethane allein auf Wolle an, so er geben sich hinsichtlich der Verminderung des Einlaufens und Verfilzens von Wolle beim Waschen unbefriedigende Ergebnisse, selbst wenn man sie mit Polyaminen oder Poly iminen vernetzt. Darüber hinaus neigen die mit diesen Ver bindungen vernetzten Polyurethane zu Vergilbungen.

Es mußte daher sehr überraschen, daß man eine bedeutende Verbesserung hinsichtlich der Schrumpf- und Filzfestigkeit von Wolle erzielt, wenn man diese Polyurethane kombiniert mit polyfunktionellen Aziridinverbindungen einsetzt; denn man hätte eigentlich erwarten müssen, daß sich letztere in ihren Eigenschaften bei der Wollbehandlung zu den Poly aminen äquivalent verhalten würden.

Die Polyurethane und die Aziridinverbindungen werden im all gemeinen so eingesetzt, daß nach dem Trocknen auf dem Gewebe eine Gesamtauflage von 3 bis 8 Gew.-% erzielt wird, wobei der Anteil an Aziridinverbindungen ca. 15 bis 45% der Gesamtauflage beträgt.

Die Behandlungsflotten werden in üblicher Weise auf das Textilgut appliziert. Danach wird getrocknet und bei er höhter Temperatur in üblicher Weise gehärtet. Es kann vorteilhaft sein, zur endgültigen Aushärtung das behandelte Textilmaterial noch nachzudämpfen. Ein Nachwaschen ist im allgemeinen nicht nötig.

Als zu behandelndes Textilgut kommen Keratinfasern ent haltende oder daraus bestehende Gewebe und Gewirke in Betracht. Unter Proteinfasern sind dabei Woll- und Seiden fasern zu verstehen. Das Textilgut sollte mindestens 45% Proteinfasern enthalten. Der verbleibende Rest kann aus natürlichen oder synthetischen Fasern, wie aus Cellulose fasern sowie beispielsweise aus Polyester-, Polyamid- oder Polyacrylfasern bestehen. Derartige Mischgewebe oder -gewirke sind bekannt und dem Fachmann geläufig. Ferner kann als Textilgut auch entsprechendes Vliesmaterial eingesetzt werden.

Es ist selbstverständlich auch möglich, bei dem erfindungs gemäßen Verfahren auch weitere, zur Behandlung des genannten Textilgutes übliche Hilfsmittel, wie Netzmittel oder Mittel zur Erzielung einer speziellen Eigenschaft, wie griffverstärkende oder weichmachende Mittel, Mittel zur Er höhung der Flammfestigkeit, der Hydrophobierung, der Knit terfestigkeit oder konservierende Stoffe dem Ausrüstungsbad zuzufügen.

Beispiel 1

Ein rohweißer Jersey aus reiner Wolle (290 g/m²) wird auf dem Foulard mit einer Flotte behandelt, die 16 g/l des Triesters der β-(1-Methylaziridinyl)-propionsäure mit Tri methylolpropan, 80 g/l einer anionischen, aliphatischen Po lyurethan-Dispersion (Handelsprodukt Impranil DLN W 50) und 1 g/l eines handelsüblichen anionischen Netzmittels enhält, so daß die Flottenaufnahme 100 Gew.-% beträgt.

Das Muster wird auf einem Nadelrahmen auf die Ausgangsbreite gespannt, 10 Min. bei 110°C getrocknet und 2,5 Min. auf 150°C nacherhitzt. Nach dem Dämpfen (2½ Min.) und Absaugen (½ Min.) wird das Muster 2 Tage ausliegen gelassen und dann eine Fläche von 20×20 cm markiert.

Anschließend wird a) die Relaxationsflächenschrumpfung, b) die Filzflächenschrumpfung sowie c) die Flächenschrumpfung nach 5×40°C-Maschinenwäschen bestimmt. Die Methoden zur Bestimmung von a) und b), wobei letztere nach 3h Behandlung bestimmt wird, sind im BS-Handbook 11: 1974; Methods of Test of Textiles, herausgeg. vom British Standard Institution, London; Seiten 4/140 bis 4/146 be schrieben. Die Bestimmung der Flächenschrumpfung nach den 40°C-Wäschen erfolgt analog der oben angegebenen Methode, nur daß an Stelle der Cubex-Behandlung die genannte Anzahl von Maschinenwäschen durchgeführt wird.

Die Ergebnisse sind in der unten angeführten Tabelle zusam mengefaßt.

Vergleichsbeispiel 1

Das Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Flotte nur den erwähnten Triester (16 g/l) sowie das an ionische Netzmittel enthält.

Vergleichsbeispiel 2

Das Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Flotte nur die erwähnten Polyurethan-Dispersion (80 g/l) sowie das anionische Netzmittel enthält.

Vergleichsbeispiel 3

Das Beispiel 1 wird mit einer Flotte wiederholt, die 10 g/l Triethylentetramin, 80 g/l der erwähnten Polyurethan-Dispersion und 1 g/l des anionischen Netzmittels enthält.

Vergleichsbeispiel 4

Das Beispiel 1 wird mit einer Flotte wiederholt, die 10 g/l Triethanolamin, 80 g/l der erwähnten Polyurethan-Dispersion und 1 g/l des anionischen Netzmittels enthält.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammenge faßt.

Die Ergebnisse zeigen die überlegenen, synergistischen Effekte bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Beispiel 2

Ein Wolle/Polyester-Mischgewebe (50 : 50; 300 g/m²) wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise mit einer Flotte be handelt, die 18 g/l des Diesters der β-Aziridinylbuttersäure mit Ethylenglykol, 170 g/l einer anionischen Polyurethan dispersion (s. Beispiel 1b der DE-AS 14 95 847) und 1 g/l eines handelsüblichen anionischen Netzmittels enthält (Flot tenaufnahme ca. 80%).

Die Schrumpfung des so behandelten Materials ist äußerst ge ring.

Beispiel 3

Ein rohweißes Wollgewebe (160 g/m²) wird auf dem Foulard mit einer wäßrigen Flotte behandelt, die im Liter

100 geiner 10%igen nichtionogenen wäßrigen Lösung der im Beispiel 1 genannten Aziridinverbindung, 100 geiner 24%igen schwach kationischen Emulsion eines mit 2-Butanonoxim blockierten niedermolekularen Po lyurethans (hergestellt durch Kondensation von Tri methylolpropan und Toluylendiisocyanat im Molver hältnis 1 : 3) und 1 geines handelsüblichen anionischen Netzmittels

enthält, so daß die Flottenaufnahme ca. 110% beträgt.

Das Muster wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufgespannt, in der dort angegebenen Weise getrocknet, kondensiert, ge dämpft und abgesaugt.

Nach 2tägigem Ausliegen der Muster wird auf denselben eine Fläche von 20×20 cm markiert.

Danach wird die Relaxationsflächenschrumpfung und die Filz flächenschrumpfung sowie die Flächenschrumpfung nach einer Behandlung entsprechend den Angaben im Beispiel 1 bestimmt, wobei in dem vorliegenden Fall die Flächenschrumpfung auch nach der 3stündigen Cubex-Behandlung bestimmt wird.

Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle zusam mengefaßt.

Vergleichsbeispiel 1

Das Beispiel 3 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Lösung der Aziridinverbindung weggelassen wird.

Vergleichsbeispiel 2

Das Beispiel 3 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß die Flotte anstelle der Lösung der Aziridinverbindung 10 g/l Triethanolamin enthält.

Vergleichsbeispiel 3

Das Beispiel 3 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß an stelle der Lösung der Aziridinverbindung 15 g/l Tri methylolpropan in der Flotte enthalten sind.

Auch diese Ergebnisse lassen die überraschend vorteilhaften Eigenschaften bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Ver fahrens erkennen.

Beispiel 4

Wird anstelle der im Beispiel 3 genannten Polyurehtanemulsion mit blockierten Isocyanatgruppen ein butanonoximblockiertes trimeres Isophorondiisocyanat (emulgiert in üblicher Weise mit nichtionogenen Emulgatoren, eingestellt auf gleiche Kon zentration) verwendet, so werden nahezu gleiche Ergebnisse wie im Beispiel 3 genannt erreicht, wobei die Flächen schrumpfung sogar noch geringfügig geringer ist.

Beispiel 5

Das Beispiel 3 wird wiederholt unter Verwendung der gleichen Menge einer 10%igen nichtionogenen Lösung des Tri esters von β-Aziridinylbuttersäure mit 1,3,5-Hexantriol als Aziridinverbindung. Es wird ein gut schrumpffestes Material erhalten.

Claims

1. Verfahren zum Schrumpf- und Filzfestmachen von Keratin fasern enthaltendem oder daraus bestehendem Textilgut durch Behandeln mit zumindest einer polyfunktionellen Aziridinverbindung, wobei die N-Atome der Aziridinyl reste an C-Atome gebunden sind und die C-Atome der Aziridinylreste gegebenenfalls durch niedere Alkyl reste mit 1 bis 4 C-Atomen substituiert sind, in gelöster oder dispergierter Form, gegebenenfalls unter Zusatz weiterer zur Behandlung in der Textilin dustrie üblicher Hilfsmittel, Trocknen und Härten, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflotte zusätzlich zu der Aziridinverbindung ein Polyurethan mit zur Vernetzung befähigten Gruppen enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung aus wäßrigem Medium erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polyfunktionelle Aziridinver bindung 3 Aziridinylreste enthält.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als polyfunktionelle Aziridinver bindungen Aminoaziridine eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflotte als Aziridin verbindung den Triester der β-(2-Methylaziridinyl) propionsäure mit Trimethylolpropan enthält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflotte eine emul gatorfreie Polyurethan-Dispersion enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyurethan-Dispersion als Polyurethan ein Polyesterurethan enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyesterurethan-Dispersion anionischer Natur ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsflotte als Poly urethan mit zur Vernetzung befähigten Gruppen ein niedermolekulares Polyurethan mit Isocyanatgruppen in blockierter Form enthält.