DE1054056B

DE1054056B - Verfahren zum Wasserabweisendmachen von Baumwolltextilstoffen

Info

Publication number: DE1054056B
Application number: DEG23230A
Authority: DE
Inventors: Bruce Allan Ashby; Carrol James Hoffman
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1956-10-31
Filing date: 1957-10-26
Publication date: 1959-04-02
Also published as: BE561997A; US2802754A; FR1190014A; GB818289A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um Baumwolltextilstoffe wasserabweisend auszurüsten, so daß sie wiederholt gewaschen werden können, ohne den Hydrophobiereffekt wieder weitgehend zu verlieren. Erfindungsgemäß wird der Textilstoff zuerst mit der wäßrigen Lösung eines Melaminderivats der Formel

CH,0CH»N—C

H
N

C-NCH₂OCH₃

Verfahren zum Wasserabweiseiidmaclieri von Baumwolltextilstoffen

Anmelder:

General Electric Company,
NewYork_r N.Y. (V.St.A.)

Vertreter: Dr. H.-H. Willrath, Patentanwalt,
Wiesbaden, Hildastr. 32

Beanspruchte Priorität: V. St. v. Amerika vom 31. Oktober 1956

imprägniert, das Melaminharz auf dem Textilstoff in den praktisch unlöslichen Zustand übergeführt und dann auf den erhaltenen Textilstoff ein Alkylwasserstoffpolysiloxan aufgebracht, das gewichtsmäßig 0 bis 200 °/₀ eines Alkylpolysiloxans enthält, und schließlich der so behandelte Textilstoff bei einer Temperatur oberhalb IOO⁰C zwecks Umwandlung der Siliciumverbindung in den praktisch unschmelzbaren und unlöslichen Zustand erhitzt.

Es ist bereits bekannt, daß feste Körper, z. B. verschiedene Textilien durch Behandlung mit Organopolysiloxanen wasserabstoßend gemacht werden können. Außerdem können gemäß der US A.-Patentschrift 2 612 482 Verbesserungen in der wasserabstoßenden Ausrüstung von Textilien dadurch erhalten werden, daß man auf die Textilstoffe eine Kombination von aminoplastbildendem Harz (z. B. Harnstofformaldehydharz, Melaminformaldehydharz usw.) mit einem Gemisch von Organopolysiloxanen, das aus a) einem Methylpolysiloxan und b) einem Methylwasserstoffpolysiloxan besteht, in einem Bad aufbringt und darauf den behandelten Textilstoff auf erhöhte Temperaturen erwärmt, um eine Umwandlung des Überzuges in den wasserabweisenden Zustand herbeizuführen. Obgleich die Behandlung von Textilien, wie Wolle, Kunstseide und Acetatseiden, mit dieser Mischung gute Ergebnisse liefert, hat sich gezeigt, daß auf Baumwolle angewendet die wasserabstoßende Kraft schon nach ein oder zwei Wäschen sehr stark abnimmt.

Überraschenderweise ist nun festgestellt worden, daß es möglich ist, bei Baumwolltextilstoffen einen bemerkenswert waschfesteren Hydrophobiereffekt zu erhalten, wenn man an Stelle eines einstufigen Verfahrens ein zweistufiges Verfahren anwendet, bei welchem der Baumwolltextilstoff zunächst mit einem bestimmten Melaminkondensationsprodukt und danach mit einem Alkylwasserstoffpolysiloxan, vorzugsweise einer Kombination in Mischung mit einem Alkylpolysiloxan, behandelt wird.

Bruce Allan Ashby₁ Schenectady, Ν. Y.,
und Carrol James Hoffman, Saratoga Springs, Ν. Υ. 2ο (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß die Verwendung irgendeines anderen aminoplastbildenden Amidoharzes außer dem obengenannten schmelzbaren löslichen Methyläther von Trimethylolmelamin im Rahmen des vorliegenden Verfahrens nicht zu dem gewünschten Erfolg führt. Harnstofformaldehydkondensationsprodukte oder unverätherte Methylolmelamine Heferten z. B. keine so günstigen Besprühungswerte nach dem Waschen, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhalten würden. Das Melaminderivat kann in Gegenwart kleiner Mengen von Härtungskatalysatoren, z. B. Aminhydrochloriden, bei Temperaturen von etwa 75 bis 150° C zum praktisch unschmelzbaren und unlöslichen Zustand kondensiert werden.

Das erfindungsgemäß zu verwendende Alkylwasserstoffpolysiloxan hat die Formel

R_aH₆SiQ₄__g__& II
2

worin R ein Alkylrest, insbesondere ein niederer Alkylrest, z. B. Methyl, Äthyl, Propyl, Butyl, Isopropyl, ist, a einen Wert von 1,0 bis 1,5, b einen Wert von 0,75 bis 1,25 und die Summe von a und b einen Wert von 2,0 bis 2,25 hat. Es werden vorteilhafterweise Alkylwasserstoffpolysiloxane mit Viskositäten von 10 bis 10000 cSt (bei etwa 28° C) benutzt. Methoden zur Herstellung von Flüssigkeiten dieser Art sind in den USA.-Patentschriften 2 386 259, 2 595 890 und 2 595 891 beschrieben.

809 788/32S

Das erfindungsgemäß gegebenenfalls mitzuverwendende Alkylpolysiloxan hat die Formel

R_n Si O_izzll

² worin R die obige Bedeutung hat (insbesondere Methyl — und/oder Äthyl —) und η gleich etwa 1,6 bis 1,98 ist. Diese Alkylpolysiloxane sind Flüssigkeiten, die eine Viskosität von 10 bis IOOOOcSt (bei etwa 28°C) haben.

Die Menge der aufgebrachten Stoffe kann innerhalb weiter Grenzen liegen. Zweckmäßig wird das Melaminderivat in einer ungefähr 0,5- bis 15%igen, vorzugsweise 1- bis 10°/oigen wäßrigen Feststofflösung verwendet. Die Lösung kann Katalysatoren für das Melaminharz in einer Menge von 0,01 bis 2 % enthalten. Nach der Behandlung des Baumwolltextilstoffes ist es vorteilhaft, den behandelten Baumwolltextilstoff auf Temperaturen von etwa 100 bis 150° C oder mehr so lange zu erhitzen, bis die Umwandlung des Melaminderivates in den praktisch unlöslichen Zustand erfolgt ist.

Sofern Gemische des Alkylpolysiloxans und des Alkylwasserstoffpolysiloxans verwendet werden, hegt das erstgenannte Produkt vorteilhafterweise in einer Menge von 5 bis 75 % des Gesamtgewichtes der Polysiloxane vor. Das Alkylwasserstoffpolysiloxan oder das Gemisch des Alkylwasserstoffpolysiloxans und des Alkylpolysiloxans kann in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln (z. B. in Feststoffkonzentrationen im Bereich von etwa 1 bis 20 Gewichtsprozent) verwendet werden, wobei man als Lösungsmittel z. B. Benzol, Xylol, Toluol usw. benutzt. Vorteilhafter ist es, das Alkylwasserstoffpolysiloxan allein oder in Kombination mit den Alkylpolysiloxanen in Form einer wäßrigen Emulsion anzuwenden. Um Emulsionen dieser Polysiloxane zuzubereiten, kann man verschiedenerlei Emulgierungsmittel verwenden (vorzugsweise solche, deren Emulgierwirkung durch Wärme zerstört wird) z. B. kationaktives technisches Alkyldimethyl-3,4-dichlorbenzylammoniumchlorid. Ferner kommen z. B. als Emulgiermittel in Betracht: Stearaminacetat, AlkaHsalze sulfonierten Methyloleates, polyoxyäthylierte Fettsäureamide.

Eine allgemeine Methode zur Herstellung der Emulsionen der Polysiloxane besteht darin, daß man das Polysiloxan und das Emulgiermittel mit Wasser vermischt und durch innige Durcharbeitung eine homogene Emulsion bildet. Diese kann in verdünnter oder konzentrierter Form erhalten werden. Gegebenenfalls kann sie weiter verdünnt werden, um eine zur Imprägnierung geeignete Emulsion zu liefern, in welcher 1 bis 30% Polysiloxane enthalten sind.

Vorstehend und in den folgenden Beispielen beziehen sich alle Prozentangaben auf das Gewicht.

Beispiel 1

Als Melaminkondensationsprodukt wurde das oben formelmäßig beschriebene Melaminderivat in Form einer 5%igen wäßrigen Feststofflösung mit 1 °/₀ des Melaminproduktes an 2-Methyl-2-amino-l-oxypropanhydrochlorid als sauren Katalysator verwendet.

Das Organopolysiloxanbehandlungsgemisch lag in Form einer 2%igen wäßrigen Emulsion eines Gemisches eines Methylpolysiloxans und eines Methylwasserstoffpolysiloxans vor. Das Methylpolysiloxan wurde durch Cohydro-Iyse von etwa 5 Teilen Trimethylchlorsilan, 161 Teilen Dimethyldichlorsilan und etwa 48 Teilen Methyltrichlorsilan erhalten. Das Methylwasserstoffpolysiloxan wurde durch Cohydrolyse von 95 Teilen Methyldichlorsilan und 5 Teilen Trimethylchlorsilan erhalten. Diese Stoffe wurden in gleichem Gewichtsverhältnis und mit Wasser sowie einem Emulgiermittel (Natriumsalz eines sulfonierten

Methyloleats) vermischt. Zu dieser Emulsion wurde noch als Katalysator für das Gemisch von Polysiloxanen Stannooleat in solcher Menge zugesetzt, daß darin etwa 10% Zinn als Stannooleat, bezogen auf das Gesamtgewicht an Methylpolysiloxan und Methylwasserstoffpolysiloxan, vorlagen.

Die Prüfung der Haltbarkeit des wasserabweisenden Effektes nach wiederholten Wäschen wurde wie folgt durchgeführt: Nach Behandlung des Baumwollgewebes entweder mit dem erfindungsgemäßen Zweistufenverfahren oder mittels einer Einbadbehandlung, bei welcher das Melaminkondensationsprodukt in einer einzigen Emulsion mit dem Methylpolysiloxan und Methylwasserstoffpolysiloxan eingebracht wurde, wurden die Baumwollproben einer Wäsche in einem verschlossenen, etwa 950 ecm fassenden Topf enthaltend 400 cm³ Wasser und 0,5% Seifenpulver unterzogen. Die Durcharbeitung in dieser Waschlösung dauerte etwa 90 Minuten bei ungefähr 75° C Darauf wurde der behandelte Stoff dreimal mit warmem Wasser gespült und dann 5 Minuten bei IlO^cC im Ofen getrocknet. Danach wurde die Wasserfestigkeit nach der Wassersprühtest-Methode, die im Jahrbuch von 1945 der American Association of Textile Chemists and Colorists, Bd. 22, S. 229 bis 233, angegeben ist, ermittelt.

Bei einer zweistufigen Behandlung wurde der Baumwollstoff nach Behandlung mit dem Melaminderivat getrocknet und in einem Arbeitsgang durch 5 Minuten langes Erhitzen bei 110° C ausgehärtet. Darauf wurde der Textilstoff durch die Organopolysiloxanemulsion gezogen und wiederum 5 Minuten auf IlO⁰C und dann 5 Minuten auf 150° C erhitzt.

Bei der einstufigen Behandlung wurde das behandelte Textilgewebe einer einzigen Wärmebehandlung von 5 Minuten bei IlO⁰C und dann 5 Minuten bei 150°C unterzogen. Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Sprühteste.

Behandlung	Anfangssprühwert	Sprühwerte nach den an gegebenen Wäschen
1	2	3	4
Einbadverfahren Zweibadverfahren ....	100 100	80 90	50 80	0 80	0 70

Aus der vorstehenden Tabelle geht hervor, daß das erfindungsgemäße Verfahren überlegen ist.

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel erfolgt eine zweistufige Behandlung von Baumwollgewebe in ähnlicher Weise, wie dies im Beispiel 1 geschah, jedoch mit der Abänderung, daß statt gleiche Gewichtsteile Methylpolysiloxan und Methylwasserstoffpolysiloxan zu verwenden, das Methylwasserstoffpolysiloxan 20% des Gesamtgewichtes der Polysiloxane ausmachte. Das Melaminkondensationsprodukt wurde in Form einer 4%igen wäßrigen Feststofflösüng entweder allein oder in "der Emulsion der Polysiloxane verwendet. Es wurde sowohl mercerisiertes als auch unmercerisiertes Baumwollgewebe denselben Behandlungsmaßnahmen, wie im Beispiel 1 angeführt, unterzogen. Als Ergebnis dieser Behandlungen zeigte sich, daß die zweistufige Behandlung sowohl auf dem mereerisierten wie auch auf dem unmercerisierten Baumwollgewebe selbst nach zwei Wäschen noch Sprühwerte von etwa 80 bis 90 lieferte. Im Gegensatz hierzu führte die einstufige Behandlung nach der ersten Wäsche zu einem Sprühwert zwischen 70 und 80, und nach der zweiten

Claims

Wäsche war der Wert sowohl bei den mercerisierten als auch dem unmercerisierten Proben auf 50 gefallen. Beispiel 3 In diesem Beispiel wurde ein Methylwasserstoffpolysiloxan mit Trimethylsilylendgruppen (durch Cohydro-Iyse von 95 Teilen Methyldichlorsilan und 5 Teilen Trimethylchlorsilan, wie in der USA.-Patentschrift 2 595 890 beschrieben, hergestellt) in eine wäßrige Emulsion von 2 Gewichtsprozent Methylwasserstoffpolysiloxan übergeführt, wobei dieselbe Methode zur Herstellung der Emulsion angewendet wurde, wie sie im Beispiel 1 beschrieben ist. Eine wäßrige Lösung des oben beschriebenen Melaminderivates mit 4% Feststoff wurde ebenfalls zubereitet. Schließlich wurde eine wäßrige Emulsion in entsprechender Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, die 2 Gewichtsprozent Methylwasserstoffpolysiloxan und 4 Gewichtsprozent Melaminprodukt in Form einer einzigen Emulsion enthielt. Sowohl mercerisierte als auch unmercerisierte Baumwollproben wurden in der einstu- ao figen Methode (unter Verwendung der einheitlichen Emulsion des Melaminderivates und des Methylwasserstoffpolysiloxans) und in der zweistufigen Methode (unter Anwendung zunächst einer Behandlung mit der Melaminderivatlösung und nachfolgender Behandlung mit der wäßrigen Emulsion des Methylwasserstoffpolysiloxans) behandelt, wobei dieselben Bestandteile und Maßnahmen, z. B. Konzentrationen, Zeiten, Temperaturen, Katalysatoren usw., wie im Beispiel 1 angegeben, angewandt wurden. Als Ergebnis dieser Behandlungen zeigte sich, daß bei Anfangssprühwerten von 100 nach dem zweistufigen Verfahren sowohl bei mercerisierter als auch unmercerisierter Baumwolle selbst nach drei Wäschen noch Sprühwerte im Bereich von 70 bis 80 erhalten wurden. Im Gegensatz hierzu hatte die unmercerisierte Baumwolle nach dem einstufigen Verfahren bereits nach der ersten Wäsche einen Sprühwert von 0, während die mercerisierte Baumwolle nach der dritten Wäsche einen Sprühwert von nur 50 besaß. Mittels der Erfindung ist es möglich, Baumwolltextilien zu erhalten, die wasserabstoßend sind und deren Widerstandsfähigkeit gegen Besprühen selbst nach wiederholtem Waschen weitgehend erhalten bleibt. Es ist zu beachten, daß die erfindungsgemäße Reihenfolge der Anwendung der Behandlungsbäder wesentlich ist und eine Umkehr der Reihenfolge nicht dieselben Ergebnisse liefert. Der Ausdruck »BaumwoIltextilstoff«, wie er in der Beschreibung und den Ansprüchen benutzt wird, soll die üblichen Baumwollmaterialien einschließlich mercerisierter und unmercerisierter Baumwolle sowie acetylierte Baumwolle, wie man sie z. B. durch Behandlung von Baumwolle mit Eisessig, Essigsäureanhydrid usw. erhält, und ferner cyanäthylierte Baumwolle, wie man sie z. B. durch Behandlung von Baumwolle mit Akrylnitril in Gegenwart von Ätzmitteln erhält, umfassen. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wasserabweisendmachen von Baumwolltextilstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Baumwolltextilstoff zuerst mit der wäßrigen Lösung eines Melaminderivates der Formel

^C-NCH₂OCH₃

/' \
N N

H ! II H

CH₃OCH₂N-C C-NCH₂OCH₃

imprägniert, das Melaminharz auf der Baumwolle in den praktisch unlöslichen Zustand überführt, auf den so behandelten Textilstoff ein Alkylwasserstoffpolysiloxan von der Formel

(R)_aH₅Si0₄„_o__t

aufbringt, worin R ein Alkylrest ist, a einen Wert von 1,0 bis 1,5, b einen Wert von 0,75 bis 1,25 hat und die Summe von a und b 2 bis 2,25 beträgt, und der Textilstoff auf eine Temperatur über IOO⁰C erhitzt wird, um die Umwandlung des Polysiloxans in den praktisch ausgehärteten Zustand zu vollziehen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkylwasserstoffpolysiloxan im Gemisch mit einem Alkylpolysiloxan von der Formel

R_k SiO₄ _„

aufgebracht wird, worin R ein Alkylrest ist und η einen Wert von 1,5 bis 1,98 hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Alkylwasserstoffpolysiloxan Methylwasserstoffpolysiloxan in Form einer wäßrigen Emulsion verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polysiloxangemisch verwendet wird, in dem das Alkylwasserstoffpolysiloxan in Mengen von 25 bis 95 % und das Alkylpolysiloxan in Mengen von 5 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Gesamtgemisches von Polysiloxanen, vorliegen.