DE3532254C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft ein Mittel zur Nachbehandlung von Textilien aus synthetischen Fasern und ein entsprechendes Behandlungsverfahren.
Das erfindungsgemäße Mittel verleiht den behandelten Textilien dauerhafte wasser- und feuchtigkeitsabsorbierende Eigenschaften, ohne dabei die Farbbeständigkeit negativ zu beeinflussen.
Es wurden bereits Versuche unternommen, synthetische Fasern enthaltende Textilien wasserabsorbierend zu machen, indem man sie mit einem Mittel mit Polyoxyethylenketten nachbehandelt. Obwohl die wasserabsorbierenden Eigenschaften dadurch verbessert werden können, erwiesen sich diese Behandlungen als nicht erfolgreich, da die Feuchtigkeitsabsorption oder -aufnahme der erhaltenen Textilien nicht hoch genug ist, wenn diese einer feuchten Umgebung ausgesetzt werden. Außerdem beeinträchtigt eine gesteigerte Wasserabsorption die Farbbeständigkeit. Dies gilt insbesondere für die Reibechtheit der erhaltenen Textilien.
Diese bekannten Behandlungen finden somit nur dann Anwendung, wenn die Textilien ungefäbt oder mit farbechten Färbemitteln gefärbt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Mittel bereitzustellen, das damit behandelten synthetischen Textilien verbesserte wasser- oder feuchtigkeitsabsorbierende Eigenschaften verleiht, ohne dabei die Farbbeständigkeit negativ zu beeinflussen.
Diese Aufgabe wird durch ein Mittel zur Nachbehandlung von Textilien aus synthetischen Fasern gelöst, das aus einer wäßrigen Lösung oder Dispersion eines thermisch reaktiven, eine blockierte Isocyanatgruppe enthaltenden Polysaccharids besteht.
Das die blockierte Isocyanatgruppe enthaltende Polysaccharid kann man herstellen, indem man ein C₁-C₄- hydroxyalkyliertes natürliches Polysaccharid mit einem Polyisocyanat zu einem Urethanpolymer mit mindestens einer freien Isocyanatgruppe umsetzt und dann die freie Isocyanatgruppe mit einem Blockierungsmittel blockiert. In alternativer Weise kann man das C₁-C₄- hydroxyalkylierte natürliche Polysaccharid mit einer Polyisocyanatverbindung umsetzen, die sowohl freie als auch blockierte Isocyanatgruppen besitzt.
Zur Durchführung der erwähnten Nachbehandlung imprägniert man die Textilien mit dem oben beschriebenen Mittel und erhitzt die imprägnierten Textilien dann bei einer solchen Temperatur, bei der die freien Isocyanatfunktionen im Polysaccharidderivat wieder regeneriert werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Verfahren zur Nachbehandlung von synthetischen Fasern enthaltenden Textilien, wobei man die Textilien mit einem erfindungsgemäßen Mittel imprägniert und die imprägnierten Textilien dann auf eine solche Temperatur erwärmt, bei der die freie Isocyanatfunktion des Polysaccharidderivats regeneriert wird.
Als Polysaccharide kann man beispielsweise Stärke, Dextran, Guargummi, Tamarindgummi und Cellulose einsetzen.
Hydroxyalkylierte Polysaccharide kann man herstellen, indem man natürliche Polysaccharide mit einem Alkylenoxid, wie Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid, in an sich bekannter Weise, umsetzt. Zu den erhaltenen Addukten zählen beispielsweise Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose oder Hydroxybutylcellulose mit unterschiedlichem Substitutionsgrad. Man kann auch entsprechend hydroxyalkylierte Stärke, Dextran, Guargummi oder Tamarindgummi einsetzen. Auch Polysaccharid-Polyalkylenglykolether, bei denen eine oder mehrere Polyalkylenglykoleinheiten über eine Etherbindung an die Polysaccharideinheit gebunden sind, können Anwendung finden. Der hier benutzte Ausdruck "hydroxyalkyliert" umfaßt somit solche Fälle, bei denen die Oxyalkyleinheit eine wiederkehrende Einheit ist, als auch solche Fälle, bei denen die Oxyalkyleinheit keine wiederkehrende ist.
Zu den Polyisocyanatverbindungen zählen beispielsweise verschiedene Polyisocyanate und Urethanprepolymere, die mindestens zwei freie Isocyanatgruppen pro Molekül aufweisen. Vorzugsweise setzt man nicht-vergilbende Diisocyanate ein, wie Xylylendiisocyanat oder andere araliphatischen Diisocyanate, Isophorondiisocyanate oder andere cycloaliphatische Diisocyanate und Hexamethylendiisocyanat oder andere aliphatische Diisocyanate.
Urethanprepolymere mit mindestens zwei freien Isocyanatgruppen pro Molekül kann man auf bekannte Weise herstellen, indem man einen Überschuß des Polyisocyanats mit einer polymeren Polyhydroxyverbindung, wie Polyetherpolyolen oder Polyesterpolyolen, umsetzt. Zu den Polyolen zählen auch solche mit einer quarternären kationischen Gruppe, wie diejenigen, die durch Umsetzung eines Quaternisierungsmittels, wie Dimethylsulfat, mit einem Alkylenoxidaddukt und einem tertiären Amin, wie Triethanolamin oder N-Methyldiethanolamin, hergestellt werden.
Die Präkursoren der erfindungsgemäßen thermisch reaktiven, mindestens eine blockierte Isocyanatgruppe enthaltenden Polysaccharide stellt man her, indem man ein hydroxyalkyliertes natürliches Polysaccharid und eine Polyisocyanatverbindung der oben beschriebenen Art, bei der das NCO/OH-Verhältnis größer als 1,0, vorzugsweise größer als 2,0, ist, umsetzt. Diese Umsetzung kann man erforderlichenfalls in einem inerten Lösungsmittel durchführen. Vorzugsweise setzt man hydrophile inerte Lösungsmittel, wie Dioxan, Methylethylketon, Dimethylformamid oder Dimethylsulfoxid ein.
Da die erhaltenen Präkursoren durch Reaktion mit Wasser oder anderen, aktive Wasserstoffatome enthaltenden Verbindungen gelieren können, wird die im Präkursor vorhandene freie Isocyanatfunktion mit einem Blockierungsmittel blockiert oder maskiert. Man kann jedes bekannte Blockierungsmittel einsetzen. Geeignete Blockierungsmittel, welche die blockierten Produkte nicht wasserlöslich oder wasserdispergierend machen, sind beispielsweise sekundäre oder tertiäre Alkohole, wie Isopropanol und tert.-Butanol; aktive Methylenverbindungen, wie Dialkylmalonat, Acetylaceton und Alkylacetoacetat; Oxime, wie Methylethylketoxim und Cyclohexanoxim; Lactame, wie ε-Caprolactam; Phenole, wie Phenol, Chlorphenol, Kresol, p-tert.-Butylphenol und p-Nonylphenol; heterocyclische Hydroxyverbindungen der Imidazol-, Pyridin-, Chinolin- oder Chinaldinreihe. Auch Alkalimetallbisulfite, wie Natriumbisulfit oder Kaliumbisulfit, kann man zur Blockierung der freien Isocyanatfunktion einsetzen. Gleichzeitig macht man dadurch das blockierte Produkt wasserlöslich oder wassserdispergierbar.
Diese Blockierungsmittel kann man mit den die freie Isocyanatfunktion enthaltenden Präkursoren in einer stöchiometrischen Menge oder in einem geringen Überschuß, bezogen auf den freien Isocyanatgehalt, einsetzen, um die erfindungsgemäßen thermisch reaktiven, eine blockierte Isocyanatgruppe enthaltenden Polysaccharide herzustellen. In alternativer Weise kann man die die freie Isocyanatgrupe enthaltenden Präkursoren mit anderen Blockierungsmitteln als den Bisulfitblockierungsmitteln in weniger als stöchiometrischen Mengen umsetzen und dann die übrigen freien Isocyanatfunktionen mit dem Bisulfitblockierungsmittel vollständig blockieren, wobei man gleichzeitig blockierte Produkte erhält, die wasserlöslich oder wasserdispergierbar sind. Bei einer alternativen Ausführungsform setzt man anstatt des Bisulfitblockierungsmittels eine Verbindung mit mindestens einer aktiven Wasserstoffdonatorgruppe, wie eine primäre oder sekundäre Aminogruppe, und mit mindestens einer ionisierbaren Gruppe, wie Sulfonat- oder Carboxylatgruppe, in der zuvor beschriebenen Umsetzung ein, um die blockierten Produkte wasserlöslich oder wasserdispergierbar zu machen. Zu den Aminosulfonaten oder Aminocarboxylaten zählen beispielsweise Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalze von Taurin, N-Methyltaurin, N-Butyltaurin, Sulfanilsäure, Glycin oder Alanin.
Die Blockierungsreaktion kann man von Raumtemperatur bis zu 100°C, vorzugsweise von 30-90°C, und gewünschtenfalls in einem hydrophilen inerten Lösungsmittel, wie Dioxyn, Methylethylketon, Dimethylformamid, Methanol, Ethanol oder Isopropanol, und in Gegenwart eines Katalysators, wie Triethylamin, Alkalimetallniedrigalkoxid oder Dibutylzinndilaurat, durchführen.
Setzt man andere Blockierungsmittel als die Bisulfite ein, dann ist es möglich, einen Teil der in der Polyisocyanatverbindung vorhandenen Isocyanatgruppen mit diesen Blockierungsmitteln zu blockieren und anschließend die erhaltene teilweise blockierte Polyisocyanatverbindung mit dem hydroxyalkylierten natürlichen Polysaccharid umzusetzen.
Die erhaltenen Polysaccharide, die blockierte Isocyanatgruppen aufweisen, sind in einer wäßrigen Lösung oder Dispersion stabil und können lange Zeit darin gelagert werden. Die Lösung oder Dispersion kann man zur Behandlung von Textilien einsetzen, die aus synthetischen Fasern bestehen, wie Polyesterfasern, Polyamidfasern, Acrylfasern oder Polyolefinfasern oder Mischungen dieser synthetischen Fasern untereinander oder mit natürlichen Fasern. Man verleiht diesen Textilien damit dauerhafte wasser- und feuchtigkeitsabsorbierende Eigenschaften, ohne dabei die Farbbeständigkeit zu beeinträchtigen. Dazu imprägniert oder beschichtet man die Textilien mit einer wäßrigen Lösung oder Dispersion aus dem eine blockierte Isocyanatgruppe enthaltenden Polysaccharid und erwärmt dann auf eine solche Temperatur, bei der die freie Isocyanatfunktion regeneriert wird. Vorzugsweise handelt es sich dabei um Temperaturen von 100-180°C. Die regenerierten freien Isocyanatgruppen können miteinander und/oder mit den Polymermolekülen der Fasern reagieren. Die aufgetragenen Überzüge bzw. Beschichtungen können mittels dieser Vernetzungsreaktionen voll gehärtet werden. Die wäßrige Lösung oder Dispersion kann natürlich verschiedene Hilfsmittel, wie Weichmacher, Penetrationsmittel oder Katalysatoren enthalten.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Alle Teile- und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
100 Teile Cellulosepolypropylenglykolether, hergestellt durch Umsetzung von Cellulosse mit 6 Mol Propylenoxid pro Glucoseeinheit, läßt man mit 433 Teilen eines Urethanprepolymers mit einem Gehalt an Isocyanatgruppen von 11,3% (hergestellt aus Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 400 und Hexamethylendiisocyanat) in 100 Teilen Dioxan bei 85°C 90 min reagieren.
Die Reaktionsmischung, die 4,4% Isocyanatgruppen enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des Celluloseethers und des Urethanprepolymers, verdünnt man mit 50 Teilen Ethanol und kühlt auf 35°C ab. Zu der Mischung gibt man 194 Teile einer 30%igen wäßrigen Natriumbisulfitlösung und rührt die Mischung 60 min bei 35-40°C. Das Produkt verdünnt man schließlich mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 25%, wobei man eine klare viskose Lösung erhält.
Beispiel 2
100 Teile des in Beispiel 1 eingesetzten Celluloseethers mischt man mit 786 Teilen eines Urethanprepolymers, das einen Gehalt an Isocyanatgruppen von 6,1% aufweist (hergestellt aus Hexamethylendiisocyanat und Polypropylenglykol mit einem Molekulargewicht von 1000) in 100 Teilen Dioxan. Die Mischung läßt man 120 min bei 90°C reagieren.
Die Reaktionsmischung, die einen Gehalt an Isocyanatgruppen von 2,8% aufweist, bezogen auf das Gesamtgewicht des Celluloseethers und des Urethanprepolymers, setzt man mit 37 Teilen Methylethylketoxim bei 80°C bis 120°C um, wobei man ein blockiertes Produkt erhält, das 0,75% Isocyanatgruppen enthält, bezogen auf das Gesamtgewicht des Celluloseethers und des Urethanprepolymers.
Zu der Reaktionsmischung gibt man 67 Teile einer 35%igen wäßrigen Natriumtaurinatlösung und rührt die Mischung 30 min bei 35-45°C. Das Produkt verdünnt man schließlich mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 15%, wobei man eine klare nicht-viskose Lösung erhält.
Beispiel 3
100 Teile Polybutylenglykol mit einem Molekulargewicht von 400 setzt man mit 84 Teilen Hexamethylendiisocyanat um und erhält ein Urethanprepolymer mit 11,0% Isocyanatgruppen. Das Prepolymer läßt man 60 min bei 85°C mit 23 Teilen Methylethylketoxim reagieren. Dies ergibt einen Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 4,0%.
Das erhaltene Urethanprepolymer, das sowohl freie als auch blockierte Isocyanatgruppen aufweist, setzt man mit 108 Teilen Stärkepolypropylenglykolether (hergestellt durch Umsetzung von Stärke mit 6 Mol Propylenoxid pro Glucoseeinheit) in 100 Teilen Dioxan bei 90°C um, bis keine freie Isocyanatfunktion mehr vorhanden ist. Das Produkt verdünnt man mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 20%, wobei man eine klare viskose Lösung erhält.
Beispiel 4
Zu 20 Teilen Hexamethylendiisocyanat in 50 Teilen Dioxan gibt man 22,3 Teile Phenol und 0,1 Teil Triethylamin. Die Mischung erhitzt man 30 min auf 70°C und erhält ein teilweise blockiertes Diisocyanat mit einem Gehalt an freien Isocyanatgruppen von 25,3%.
Dieses Reaktionsprodukt setzt man mit 51,3 Teilen des in Beispiel 3 beschriebenen Stärkepolypropylenglykolethers bei einer Temperatur von 80°C um, bis die freien Isocyanatgruppen verschwunden sind. Das Produkt verdünnt man schließlich mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 15%, wobei man eine nicht-viskose getrübte Dispersion erhält.
Beispiele 5 bis 8
Die in den Beispielen 1 bis 4 erhaltenen Zusammensetzungen verdünnt man jeweils mit Wasser bis zu einem Feststoffgehalt von 2%. Das Wasser enthält eine Menge an ELASTRON CATALYST-32 (vertrieben von Dai-Ichi Kogyo Saiyaku Co., Ltd.), die 12 Gew.-% des Feststoffgehalts entspricht.
Ein gefärbtes Jerseygewebe aus Polyester wurde in ein Bad getaucht, das die obige Lösung enthielt. Dann wurde mit einer Wäschemangel bis zu einer Aufnahme von 100% ausgedrückt. Anschließend wurde 3 min bei 100°C getrocknet und 1 min in einer Heizvorrichtung bei 140°C hitzebehandelt.
Die Wasserabsorptionen jeder Probe wurden vor und nach dem Waschen getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengestellt.
Die Wasserabsorption wurde nach dem Verfahren gemäß JIS 10 798 bewertet.
Gewaschen wurde 60 min bei 40°C in einer Haushaltswaschmaschine mit einer Waschlösung, die 2 /l eines neutralen Detergens enthielt (Badverhältnis 1 : 30). Danach wurde das Gewebe 60 min mit Wasser von 40°C gespült, ausgedrückt und getrocknet.
Dasselbe Gewebe (Textil), das auch in den Beispielen 5 bis 8 eingesetzt worden war, wurde in ein Bad getaucht, das aus 2% eines im Handel erhältlichen modifizierenden Mittels der Formel:
0,1% Ammoniumpersulfat und 97,9% Wasser bestand. Das Gewebe wurde bis zu einer Aufnahme von 100% ausgedrückt, bei 100°C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100% behandelt und 1 min auf 140°C erwärmt.
Die Wasserabsorptionen des behandelten Gewebes wurden nach dem Waschen wie in Beispielen 5 bis 8 getestet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I gezeigt.
Tabelle I
Beispiel 9 bis 12
Die in den Beispielen 1 bis 4 hergestellten Mittel wurden jeweils in einer mit PTFE beschichteten Petrischale mit einem Innendurchmesser von 10 cm gegossen, und zwar in einer Menge, die 3,0 g des Feststoffgehalts mit 0,36 g an ELASTRON CATALYST-32 entsprach.
Der gegossene Film wurde an der Luft getrocknet, bei 60°C 3 h getrocknet und 10 min auf 140°C erhitzt, um einen vollgehärteten Film zu erhalten.
Die Feuchtigkeitsabsorption des erhaltenen Films wurde bewertet, indem der Film einer Atmosphäre mit einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% bei 25°C ausgesetzt wurde. Es wurde gemessen, wie das Gewicht (in % ausgedrückt) im Laufe der Zeit zunimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 2
Die Beispiele 9 bis 12 wurden wiederholt, wobei eine Lösung aus 3,0 g des im Vergleichsbeispiel 1 verwendeten Modifizierers und 0,15 g Ammoniumpersulfat in 10 g Wasser eingesetzt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II gezeigt.
Tabelle II
Gewichtszunahme in %
Beispiele 13 bis 16
Die in den Beispielen 5 bis 8 erhaltenen, nachbehandelten Gewebe (Textilien) wurden nach dem Verfahren gemäß JIS 0849 auf ihre Farbbeständigkeit untersucht. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III gezeigt.
Vergleichsbeispiele 3 und 4
Das im Vergleichsbeispiel 1 erhaltene nachbehandelte Gewebe und die in den Beispielen 5 bis 8 eingesetzten unbehandelten Gewebe wurden wie in den Beispielen 13 bis 16 auf ihre Farbbeständigkeit untersucht. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle III aufgeführt.
Tabelle III
Gewebe (Textilien)

Claims (11)

1. Mittel zur Nachbehandlung von Textilien aus synthetischen Fasern aus einer wäßrigen Lösung oder Dispersion eines thermisch reaktiven, mindestens eine blockierte Isocyanatgruppe enthaltenden Polysaccharids, das erhältlich ist, indem man
  • a) ein C₁-C₄-hydroxyalkyliertes natürliches Polysaccharid mit einer Polyisocyanatverbindung zu einem Urethanpolymer mit mindestens einer freien Isocyanatgruppe umsetzt und dann die freie Isocyanatgruppe mit einem Blockierungsmittel blockiert, oder
  • b) das C₁-C₄-hydroxyalkylierte natürliche Polysaccharid mit einer Polyisocyanatverbindung umsetzt, die mindestens eine blockierte Isocyanatgruppe aufweist, welche durch das Blockierungsmittel blockiert ist.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem natürlichen Polysaccharid um Stärke, Dextran, Guargummi, Tamarindgummi oder Cellulose handelt.
3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hydroxyalkylierte Polysaccharid ein Addukt eines C₁-C₄-Alkylenoxids mit dem natürlichen Polysaccharid ist.
4. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatverbindung ein aliphatisches, cycloaliphatisches oder araliphatisches Diisocyanat ist.
5. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyisocyanatverbindung ein Urethanprepolymer mit mehreren freien terminalen Isocyanatgruppen ist.
6. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blockierungsmittel ein sekundärer oder tertiärer Alkohol, eine aktive Methylenverbindung, ein Oxim, ein Lactam, ein Phenol, eine heterocyclische Hydroxyverbindung oder ein Alkalimetallbisulfit ist.
7. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Urethanpolymer mehrere freie Isocyanatgruppen besitzt, wobei ein Teil dieser freien Isocyanatgruppen mit einem anderen Blockierungsmittel als dem Bisulfitblockierungsmittel blockiert ist und wobei die übrigen freien Isocyanatgruppen mit dem Bisulfitblockierungsmittel blockiert sind.
8. Mittel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Urethanpolymer mehrere freie Isocyanatgruppen besitzt, wobei ein Teil dieser freien Isocyanatgruppen mit einem andereren Blockierungsmittel als dem Bisulfitblockierungsmittel blockiert sind und wobei die übrigen freien Isocyanatgruppen mit einer Verbindung umgesetzt wurden, welche mindestens eine aktive Wasserstoffdonatorengruppe und mindestens eine ionisierbare Gruppe besitzt.
9. Mittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung mit mindestens einer aktiven Wasserstoffdonatorengruppe und mindestens einer ionisierbaren Gruppe ein Alkalimetall oder Ammoniumsalz von Taurin, N-Methyltaurin, N-Butyltaurin, Sulfanilsäure, Glycin oder Alanin ist.
10. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es außerdem ein hydrophiles inertes Lösungsmittel enthält.
11. Verfahren, um synthetische Fasern enthaltende Textilien hydrophile Eigenschaften zu verleihen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auf die Textilien aufträgt und daß man die Textilien dann einer Hitzebehandlung bei einer erhöhten Temperatur unterwirft, bei der aus dem Polysaccharidderivat die freie Isocyanatfunktion regeneriert wird.
DE19853532254 1984-09-10 1985-09-10 Mittel zur nachbehandlung von textilien aus synthetischen fasern Granted DE3532254A1 (de)

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