DE69104634T2

DE69104634T2 - Oxidiertes Polygalaktomannan zum verbesserten Textilwaschen.

Info

Publication number: DE69104634T2
Application number: DE69104634T
Authority: DE
Inventors: Bruce Wayne Bomba
Original assignee: Aqualon Co
Current assignee: Aqualon Co
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1991-03-15
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2011-03-16
Also published as: EP0447972A3; DE69104634D1; AU7353891A; EP0447972B1; EP0447972A2; US5055111A; JPH0770931A; CA2037174A1; JP2823967B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Textilien durch Flüssigkeitsanwendung und Waschen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Textilfaser-Behandlung mit einem oxidierten Polygalactomannan.
Es ist in der Farbstofftechnik bekannt, Textilien mit einer Vielfalt von Materialien und Reagenzien zu behandeln und zu waschen. Es ist übliche Praxis, chemische Zusammensetzungen zu verwenden, die die Oberflächen-Eigenschaften von Textilfasern verändern und danach überschüssiges Material in einer Waschstufe zu entfernen. Wasserabweisende und schmutzabweisende Chemikalien werden zur Zeit in derartiger Weise für Polstermaterialien und Teppiche verwendet; schmutzabweisende Chemikalien des Marktes von Du Pont bzw. Monsanto. Diese werden in Veröffentlichungen des Handels und Patenten wie US-A-4 892 558 beschrieben.
EP-A-290740 offenbart eine Schlichtemittel-Herstellung enthaltend Guar-Galactomannan, während DE-A-3 532 254 die Verwendung von Guar-Gummi zur Behandlung von synthischen Fasern lehrt.
Trotz des Vorteils, den diese und andere Textilbehandlungs- Reagenzien für den Verbraucher bereitstellen, bestehen noch Bedürfnisse bei der Textilherstellung, die ungelöst geblieben sind. Oft sind große Mengen an teuren Chemikalien notwenig, ebenso wie große Wassermengen, um befriedigende Textilmaterialien in Textilfabriken herzustellen. So wäre es ein neuartiges und nützliches Ergebnis, Mittel bereitzustellen, die die chemische Anwendung und das Waschen produktiver gestalten.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Behandlung von Textilfasern bereit, umfassend die Stufen:
(1) Zugabe einer Lösung von Polygalactomannan mit einem Molekulargewicht von mehr als 500 000 in Kombination mit 0,1 bis 1,0 Gew.-% - bezogen auf das Gewicht des Polygalactomannans - eines Oxidationsmittels zu einem Textilfasermaterial;
(2) Erhitzen des Textilfasermaterials in Gegenwart von Wasser, Polygalactomannan und Oxidationsmittel bei einer Temperatur von wenigstens 95 ºC;
(3) Waschen, um Polygalactomannan und Nebenprodukt der Oxidation zu entfernen;
(4) Anwendung eines Faserbehandlungsmittels zu dem Textilfasermaterial, und
(5) Waschen des Textilfasermaterials mit Wasser.
Es wird bevorzugt, daß in Stufe (1) Guar-Gummi mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 in Kombination mit Natriumpersulfat als einem Oxidationsmittel verwendet wird; in Stufe (2) ist Dampf das Mittel zum Erhitzen; in Stufe (3) ist das Faserbehandlungsmittel eine schmutzabweisende Chemikalie und insgesamt wird der biologische Sauerstoffbedarf (BOD) des Wassers verringert.
Das folgende Fließschema erläutert zuerst eine verallgemeinerte Textilbehandlungs-Arbeitsweise und zweitens eine spezifische Arbeitsweise in einer Textilfabrik zur Teppichherstellung.

Allgemeine Textilbehandlung

Textilfaser: (Baumwolle, synthetische Faser, Wolle, usw.)
Färben: (Polygalactomannan-Verdickungsmittel wie Guar-Gummi, der während des Farbstoffauftrags verwendet wird.
Thermofixieren: (Wärme wird zum Fixieren des Farbstoffs in der Faser angewendet)
Waschen: (Entfernen von Guar und Farbstoff)
Faserbehandlung: (Eine Vielfalt von Chemikalien kann zum Imprägnieren oder gegenüber Fleckenbildung angewendet werden)
Waschen: (Überschüssige Chemikalien werden entfernt)
Produkt-Herstellung: (Behandelte Fasern können andere Behandlungsweisen erfahren oder können zusätzliche Herstellungsstufen durchlaufen, um ein Verbraucherprodukt bereitzustellen)

Teppich-Herstellung

Garn: (synthetisch oder Wolle)
Tufting: (Garn wird in den primären Polypropylen-Teppichrückseite gewirkt)
Färben: (Guar-Gummi wird allein oder als eine Farbstoff/Guar-Mischung aufgebracht)
Dämpfen: (beim Verfahren des Dämpfens wird der Farbstoff in der Teppichfaser fixiert)
Waschen: (überschüssiges Guar und Farbstoff werden entfernt)
Wasserentfernen: der nasse Teppich wird über eine Saugvorrichtung geführt, wobei der größte Teil der Feuchtigkeit abgezogen wird)
chemische Behandlung: (es werden schmutzabweisende Chemikalien angewendet)
Dämpfen: (Fixieren von Chemikalien in der Faser)
Waschen: (überschüssige Chemikalien werden entfernt)
Wasserentfernen: (der nasse Teppich wird über eine Saugvorrichtung geführt, wobei der größte Teil der Feuchtigkeit abgezogen wird)
Trocknen: (der nasse Teppich wird durch einen Trockenluft-Trockner geführt)
Endbehandlung des Teppichs: (an diesem Punkt kann ein abschließender Teppichgrund angebracht werden)
Die vorliegende Erfindung zieht Vorteile aus den bestehenden Stufen des Textilherstellungs-Verfahrens, um erhöhte Produktivität für den Textilhersteller bereitzustellen. Wie in den Fabrikationsschemata gezeigt wird, folgen auf das Färben und die Behandlungsstufen, Stufen der Wärmebehandlung/Dämpfen und Wasserentfernen/Waschen. Selbst bei vollständiger Kenntnis des Vorhandenseins dieser Stufen, werden die gesamten Vorteile erst durch eine tatsächliche Prüfung des neues Verfahrens sichtbar.
Ausführlicherweise umfaßt das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Verwendung der Wärme, die gebräuchlicherweise in dem Textilherstellungsverfahren verwendet wird, um die Depolymerisation des Polygalactomannans (Guar) in Gegenwart eines Oxidationsmittels wie Natriumpersulfat zu bewirken. Die bereitgestellten Vorteile sind:
(1) vor der Erhitzungsstufe (d.h. vor der Depolymerisation) stellt der Guar-Gummi von hohem Molekulargewicht hohe Viskosität bereit und stellt maximale Unterstützung zur Modifizierung der Fasern bereit;
(2) während ein Farbstoff oder ein anderes Behandlungsreagenz in der Faser fixiert wird, unterliegt das Guar zum exakten Zeitpunkt einer Depolymerisation, so daß hohes Molekulargewicht und hohe Viskosität nicht mehr erforderlich sind;
(3) Waschen erfolgt nachdem durch die Wärmebehandlung ein Oxidationsmittel wie Natriumpersulfat in inaktive Nebenprodukte überführt worden ist, gemeinsam mit der Überführung des Guars in eine leicht zu entfernende Form von niedrigerem Molekulargewicht, so daß das Waschwasser Guar und keine nachweisbaren Chemikalien enthält;
(4) Guar, das dazu neigen würde an den Textilfasern als eine Schicht zu haften, wird leicht beim Oxidieren des Guars während der Wärmebehandlung entfernt, worauf Waschen mit Wasser folgt;
(5) wirksames Entfernen des Guars von den Textilfasern erlaubt größere Wirksamkeit der Chemikalien-Behandlung der Fasern, so daß geringere Mengen an schmutzabweisenden Chemikalien verwendet werden können;
(6) die Verwendung geringerer Mengen der Behandlungschemikalien ergibt geringere BOD-Niveaus der Abwässer der Anlage nach dem Waschen und
(7) es wird angenominen, daß wirksames Entfernen einer Guar-Schicht von den Faser zu dem Verbleiben einer schmutzabweisenden Behandlung beiträgt, für den Fall, daß Zerbrechen und Abblättern von Guar den Verlust von schmutzabweisenden Chemikalien von der Faseroberfläche verursachen kann.
Tatsächliche Vorteile, die von Textilfabrik-Betreibern beobachtet und gemessen werden können, umfaßten die folgenden, wobei Materialien, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, mit Materialien verglichen wurden, die gemäß dem bestehenden Stand der Technik hergestellt wurden:
(1) der "Griff" der Fasern war bei Fehlen von zurückbleibendem Guar verbessert, wobei einem Fachmann Anlaß gegeben wurde, anzunehmen, daß ein verbessertes Produkt nach darauffolgenden Verarbeitungsstufen und Endbehandlung hergestellt werden könnte;
(2) gefärbte Fasern hatten gute Farb- und Musterdefinition
(3) Waschwasserablauf war frei von Persulfat;
(4) es wurden Fasern hergestellt, die kein zurückbleibendes Guar enthielten;
(5) es waren geringere Mengen bei der Behandlung mit schmutzabweisenden Chemikalien notwenig;
(6) die Gesamtabwasser-BOD-Niveaus waren bedeutend reduziert.
Ein Polygalactomannan, das für die Praxis der Erfindung brauchbar ist, ist Galaxy 1084, erhältlich von Aqualon Company. Andere Polygalactomannan-Produkte können mit der Maßgabe verwendet werden, daß sie ein Molekulargewicht von oberhalb etwa 500 000 haben, was ausreichend ist, um eine Brookfield Viskosität bei 25 ºC von wenigstens 413 Pa s (4300 cps) für eine 1 proz. wäßrige Lösung bereitzustellen. Vorzugsweise hat das Guar ein Molekulargewicht von mehr als 1 000 000.
Natriumpersulfat ist das bevorzugte Oxidationsmittel, jedoch können auch andere Oxidationsmittel wie Kaliumpersulfat oder Wasserstoffperoxid verwendet werden, die unter Bildung nicht zu beanstandender Nebenprodukte reagieren. Z.B. könnte Kaliumpermanganat verwendet werden, wo es erwünscht wäre, das Verschwinden der purpurnen Farbe als ein Maß für die Vervollständigung der Reaktion beobachten zu können, und ein Magnesium-Nebenprodukt war nicht zu beanstanden. Die Auswahl eines Oxidationsmittels hängt oft von seiner Verträglichkeit mit dem Farbstoffsystem ab, das zum Färben der Textilfasern verwendet wird.
Eine bevorzugte chemische Behandlung nach der oxidativen Depolymerisation der vorliegenden Erfindung ist die Anwendung von Du Pont's StainMaster schmutzabweisenden Chemikalien. Die bedeutet nicht, daß die Verbesserungen der vorliegenden Erfindung in irgendeiner Weise auf schmutzabweisende Chemikalien beschränkt sind. Es ist einfach, dies am besten in die bestens belegte Beschränkung auf die Praxis einzubeziehen, was in den folgenden Beispielen erläutert wird.
Die folgenden Beispiele illustrieren die gewerbliche Anwendbarkeit der Erfindung zur Textilherstellung und -verarbeitung. Teile oder prozentuale Anteile sind gewichtsbezogen, falls nicht anderweitig angegeben. Beispiel 1 stellt den besten Modus dar.

Beispiel 1

Es wurde eine wäßrige Lösung durch Zugabe von 45,4 kg (100 pounds) Galaxy 1084-Guargummi (Aqualon-Company), vermischt mit 0,5 Gew.-% Natriumpersulfat, zu 3785 l (1000 gallons) Wasser und Vermischen hergestellt.
Es wurde eine Vergleichslösung hergestellt, die nur Guargummi und Wasser enthielt.
Das Guar und die Natriumpersulfat-Lösung wurden durch die Standardvergleichslösung in einem Teppich-herstelllenden Verfahren ersetzt, wie in dem Fließschema während der Färbungsstufe gezeigt wird.
Nach den Stufen des Dämpfens, Waschens und Wasserentfernens wurden Filzteppichproben mit der Vergleichslösung und dem Guar und der Natriumpersulfat-Lösung durch das Betriebspersonal gemacht. Es wurde berichtet, daß das Kontrollmaterial einen festeren und steiferen Griff hatte, während Teppichfaser, mit denen die oxidative Behandlung durchgeführt wurde, weicher und flexibler waren. Durch Wasseranalyse läßt sich bestätigen, daß keine Persulfationen in dem Waschwasserabfluß zurückbleibt.
Sowohl ein Kontroll-Teppich als auch ein mit Guar/Persulfatbehandelter Teppich wurden dann mit Du Pont's StainMaster schmutzabweisender Chemikalie behandelt, worauf Dämpfen, Waschen, Wasserentfernen und Trocknen erfolgte. Während beide Proben äquivalenten schmutzabweisenden Schutz im Labortest ergaben, hatte der Waschwasserabfluß des Versuchs einen bedeutend niedrigeren BOD-Wert. Dies liegt nahe, daß geringere Mengen an schmutzabweisenden Chemikalien in dem Verfahren verwendet werden können. Alle anderen Eigenschaften der Kontroll- und Versuchs-Teppichproben waren äquivalent.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß 0,3 und 0,8 % Natriumpersulfat mit dem Guargummi verwendet wurden. Es wurden vollkommen befriedigende Ergebnisse im Vergleich mit einer Kontrolle, bei der nur Guar verwendet wurde, erhalten. Die Waschbarkeit und die BOD- Verminderung wurden jedoch nicht als so gut wie in Beispiel 1 angesehen.

Beispiel 3

Es kann eine Guar-Depolymerisation wie in Beispiel 1 mit der Abänderung durchgeführt werden, daß Natriumpersulfat durch Kaliumpersulfat ersetzt werden kann. Gleichwerige Depolymerisation würde erhalten werden.
Die illustriert, daß andere Alkalimetallpersulfate für die Praxis der vorliegenden Erfindung als geeignet angesehen werden können, ebenso wie andere ähnliche Oxidationsmittel wie Wasserstoffperoxid, mit der Maßgabe, daß diese Oxidationsmittel keine der Textilverarbeitungsstufen behindern.

Beispiel 4

Beispiele 1 und 2 können mit der Abänderung wiederholt werden, daß verschiedene Fasern, Farbstoffe und chemische Behandlungschemikalien verwendet werden können, während ein Guar-zu-Oxidationsmittel-Verhältnis zwischen 0,1 und 1,0 Gew.-% bezogen auf das Gewicht des Guars beibehalten wird. Vorteile bezüglich des BOD des Abwassers können ohne Einschränkung der Textilqualität oder des Aussehens beobachtet werden.

Claims

1. Textilfaserbehandlung, umfassend:

(1) Zugabe einer Lösung von Polygalactomannan mit einem Molekulargewicht von mehr als 500 000 in Kombination mit 0,1 bis 1,0 Gew.-% - bezogen auf das Gewicht des Polygalactomannans - eines Oxidationsmittels zu einem Textilfasermaterial;

(2) Erhitzen des Textilfasermaterials in Gegenwart von Wasser, Polygalactomannan und Oxidationsmittel bei einer Temperatur von wenigstens 95 ºC;

(3) Waschen, uni depolymerisiertes Polygalactomannan und Nebenprodukt der Oxidation zu entfernen;

(4) Anwendung eines Faserbehandlungsmittels zu dem Textilfasermaterial, und

(5) Waschen des Textilfasermaterials mit Wasser.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Polygalactomannan ein Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 hat.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, worin das Oxidationsmittel in einer Menge von 0,3 bis 0,8 Gew.-% verwendet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1-3, worin das Oxidationsmittel Natriumpersulfat ist, das Polygalactomannan Guar ist und das Faserbehandlungsmittel eine fleckenunempfindliche Chemikalie ist.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1-4, worin Stufe (2) unter Verwendung von Dampf durchgeführt wird und eine Dampfbehandlung zwischen Stufe (4) und Stufe (5) angewendet wird.

6. Teppichgarn-Behandlungsverfahren umfassend die Stufen:

(1) Anwendung einer Lösung aus Farbstoff, Guar mit einem Molekulargewicht von mehr als 1 000 000 und 0,3 bis 0,8 Gew.-% - bezogen auf das Gewicht des Guars - an Natriumpersulfat auf Teppichgarne;

(2) Erhitzen mit Dampf, um das Guar zu depolymerisieren;

(3) Waschen, um das depolymerisierte Guar zu entfernen;

(4) Behandlung des Teppichgarns mit fleckenunempfindlichen Chemikalien;

(5) Behandlung der Garne mit Dampf, und

(6) Waschen der Garne mit Wasser.