DE1293720B - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von aktive Wasserstoffatome tragenden Polymeren in Form von Textilgut - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von aktive Wasserstoffatome tragenden Polymeren in Form von TextilgutInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von aktive
Wasserstoffatome tragenden Polymeren in Form von Textilgut durch Vernetzen.
Zu den in Betracht kommenden Polymeren gehören natürliche faserbildende Polymere, wie
Cellulose, Proteine u. dgl., sowie synthetische Polymere,
wie Polyvinylalkohol, partiell verseifte Polyvinylester u. dgl. Bei der Behandlung dieser in
Form von Fasern, Fäden, Garnen, Geweben und !0
Gewirken vorliegenden Polymeren mit polyfunktionellen Vernetzungsmitteln werden dem Textilgut
bekanntlich erwünschte Eigenschaften verliehen. Es wird nicht nur der Widerstand gegenüber Feuchtigkeit
und die Dimensionsstabilität, sondern auch die Biegeelastizität erhöht. Die Modifizierung der Textilgüter
in Form von Geweben führt zur Verbesserung der Knittererholung, der Wash-and-wear-Eigenschaften,
der Faltenbeibehaltung u. dgl. Diese Eigenschaften bleiben auch nach vielen Wäschen des
Textilgutes erhalten.
Es sind bereits eine Reihe von Verfahren bekannt, mit denen diese Eigenschaften erzielt werden. Doch
haften ihnen allen gewisse Nachteile an. Die bekannten Verfahren zur Behandlung von Textilgut aus
aktive Wasserstoffatome aufweisenden Polymerisaten lassen sich in zwei Hauptgruppen unterteilen:
1. Behandlung mit wärmehärtenden Harzen, die
in Gegenwart von Säuren oder mit säurebehandelten Katalysatoren durch Hitzehärtung oder
Nachbehandlung zur Reaktion gebracht werden;
2. Behandlung mit Alkylierungsmitteln in Gegenwart konzentrierter alkalischer Lösung, durch
welche die Fasern stark angequollen werden.
Zur ersten Gruppe gehören Stickstoff und Formaldehyd enthaltende Reagenzien, die den Nachteil
haben, daß den mit ihnen behandelten Textilien ein unangenehmer Geruch anhaftet. Außerdem sind
diese Textilien empfindlich gegen hydrolytischen Angriff und zeigen eine hohe Chlorretention. Bei
den in die zweite Gruppe fallenden Verfahren ist die Notwendigkeit der Anwendung konzentrierter alkalischer
Lösungen sehr nachteilig, da sie bei alkaliempfindlichen Polymerisaten, wie regenerierter Cellulose,
nicht eingesetzt werden können.
Um diese Nachteile zu überwinden, ist bereits vorgeschlagen worden, die Vernetzung mit Divinylsulfon
vorzunehmen. Der Verwendung dieser Chemikalie steht jedoch ihre Giftigkeit entgegen. Es ist
aber ein Verfahren bekannt, bei welchem Cellulose- oder Wollfasern enthaltendes Textilgut mit Sulfonen,
die Divinylsulfon in Freiheit setzen, behandelt werden. Hierbei wird so vorgegangen, daß das
Textilgut nach der Behandlung mit dem Sulfon entweder durch Erhitzen getrocknet oder getrocknet
und dann auf eine erhöhte Temperatur, z. B. oberhalb 100"C, erhitzt, d. h. einer Kochung unterworfen
wird. Entfällt das Erhitzen während oder nach dem Trocknen, so zeigen die derart ausgerüsteten
Gewebe eine nur sehr geringe oder gar keine Trockenknitterfestigkeit. Bei diesem Trockenverfahren,
bei welchem die Umsetzung mit dem Modifizierungsmittel an der trockenen Faser stattfindet,
dringt das Modifizierungsmittel nicht in das Faserinnere ein, und außerdem ist eine thermische
Behandlung nötig.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften
von . aktive Wasserstoffatome tragenden Polymeren in Form von Textilgut durch Vernetzen
zu schaffen, bei dem alle die vorerwähnten Nachteile vermieden werden, also keine unangenehmen Nebenerscheinungen
auftreten, das Arbeiten mit giftigen Verbindungen vermieden wird, eine Hitzebehandlung
nicht erforderlich ist und gute Eigenschaftsverbesserungen an allen Textilien aus aktive Wasserstoffatome
enthaltenden Polymerisaten erzielt werden.
Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von aktive Wasserstoffatome
tragenden Polymeren in Form von Textilgut durch Vernetzen. Es ist dadurch gekennzeichnet,
daß das Polymerisat mit einem polyfunktionellen Sulfon der Strukturformel
R'
O,S
/CH-CH
^CH-CH-Y R" R"'
in der R, R', R" und R'" ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und Y einen polaren Rest eines
in alkalischer Umgebung schwach nukleophilen Reagenzes mit Ausnahme des Restes der Schwefelsäure
und deren Salze darstellt, behandelt und in Gegenwart einer alkalischen Verbindung umgesetzt
wird.
Bei diesem Verfahren wird das Textilgut nacheinander erst mit dem Sulfon und dann mit der alkalischen
Verbindung oder in umgekehrter Reihenfolge behandelt.
überraschenderweise ist nämlich gefunden worden, daß Sulfone der oben angegebenen Formel, in denen
Y ein in alkalischer Umgebung schwach nukleophiler Rest ist, als Vernetzungsmittel von Textilgut, das
ganz oder teilweise aus aktive Wasserstoffatome enthaltenden Polymeren besteht, hervorragend geeignet
sind. Wenn auch bereits Bis-sulfatoalkylsulfone
der Formel
O2S -f- CH2 -CH2-O- SO3Me)2
als Vernetzungsmittel eingesetzt worden sind, so wurde die allgemeine Lehre, die die vorliegende
Erfindung gibt und nach der eine Vielzahl von Verbindungen als Vernetzungsmittel eingesetzt werden
können, nicht erkannt.
Genauer gesagt kann Y von irgendeinem tertiären Amin, das eine Dissoziationskonstante unter 10 5
hat, oder von einer mehrbasischen Säure einer Dissoziationskonstante über 10 {i abgeleitet sein.
Nachstehend werden einige Verbindungen aufgeführt, die für das erfindungsgemäße Verfahren
geeignet sind und unter die allgemeine Formel (I) fallen.
R R'
,CH-CH-Z-M
O2S
CH — CH — Z — M R" R'"
R'
R1
O,S
CH — CH — N — R2
R3
R3
R1
CH- CH- Ν — R2
I n3
R'" R
R'
CH — CH — N -= Q
CH — CH — N = Q
R" R'"
wobei Z die S^Oa-Gruppe, M ein Alkalimetallion
oder Ammonium, R1, R2 und R3 Alkyl-, Aryl- oder
Alkylarylsubstituenten eines tertiären Amins mit einer Dissoziationskonstanten K
< ~ 10~5, X ein Säureanion einer Halogen-, Schwefel-, Salpeter-,
Methansulfon- oder Benzolsulfonsäure und Q ein Teil eines heterocyclischen, auch das benachbarte
Stickstoffatom enthaltenden Ringes bedeutet.
O7S
2X"
o,s
SSO1Na
MTH2-CH2-SSO3Na .
in die Polymerisatfaser transportiert und sich dadurch die Anwendung hoher Temperaturen erübrigt.
Das Sulfon kann in einer Konzentration zwischen 5 und 30()/o, bezogen auf das Gewicht des PoIyrnerisates,
eingesetzt werden. Die Menge des Alkalis soll mindestens gleich der des Sulfons sein. Bei
großem Alkaliüberschuß setzt die Reaktion sofort ein. Dann darf die Reaktionszeit von 3 Stunden
nicht überschritten werden, da sonst das Alkali auf
to das Polymerisat schädigend einwirkt. Zweckmäßigerweise wird die Reaktionsdauer auf 30 Minuten
begrenzt. Werden Sulfon und Alkali in stöchiometrischen Mengen eingesetzt, dann ist die Reaktionszeit
nicht kritisch und kann zwischen 10 Minuten und 24 Stunden betragen, ohne daß dadurch
die Eigenschaften beeinflußt werden. Die Reaktionszeit kann also bei Raumtemperatur wenige Sekunden
bis viele Stunden betragen, abhängig von der Stärke des Alkalis und der Mengen, in der es eingesetzt
wird. In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Behandlung
des Textilgutes, z. B. eines Cellulosegewebes, in Gegenwart eines Zurichtemittels, wie Polyvinylalkohol
oder Stärke, vorgenommen. Hierdurch wird das Schlichtemittel auf dem Textilmaterial
unlöslich und dauerhaft mit ihm verbunden. Die nachstehenden Beispiele sollen die Erfindung noch
näher erläutern, stellen jedoch keine Begrenzung der Erfindung dar.
Ein glatt gewebter Baumwollstoff wird mit einer wäßrigen Lösung imprägniert, die 280 Teile des
Produktes
Das erfindungsgemäße Verfahren wird im allgemeinen so durchgeführt, daß das zu vernetzende
Textilgut zuerst mit einer stabilen wäßrigen neutralen Lösung des Sulfons behandelt wird und dann
in einem weiteren Verfahrensschritt mit der Lösung einer alkalischen Verbindung oder in umgekehrter
Reihenfolge behandelt wird, wobei zwischen den beiden Stufen getrocknet werden kann. Vorzugsweise
wird zuerst mit der Sulfonierung imprägniert, dann getrocknet und danach mit der alkalischen
Lösung behandelt. Eine gleichzeitige Anwendung von Sulfon und Alkali empfiehlt sich nicht, da dann
zu Tränen reizende Nebel aufsteigen, sich lösliche Nebenprodukte bilden und eine Vernetzung nicht
mehr in ausreichendem Maße stattfindet. Der Einsatz von Sulfon und Alkali soll also nacheinander
erfolgen, und das Zusammenbringen dieser Reagenzien soll in Gegenwart des Polymerisates vor sich
gehen. Als Alkalien geeignet sind Phosphate, Karbonate, Hydroxyde, Alkoxyde und Silikate der
Alkalimetalle, quaternäre Ammoniumhydroxyde und allgemein alle starken Basen, die nicht mit Divinylsulfon
reagieren. Bevorzugt sind Alkalihydroxyde, da sie in ausreichendem Maße zur Verfugung stehen,
leicht löslich und wirtschaftlich sind.
Die Umsetzung von Polymerisat mit dem Sulfon und Alkali wird in Gegenwart von Wasser oder
einem inerten Lösungsmittel bei mäßiger Temperatur vorgenommen. Eine Hitzebehandlung erübrigt sich,
wodurch eine Verfärbung des Materials vermieden wird. Die Anwesenheit von Wasser oder Lösungsmittel
ist vorteilhaft, da die Flüssigkeit das Reagenz O1S
,CH2CH2SSO3Na
CH2CH2SSO3Na
und 720 Teile Wasser enthält. Das überschüssige Lösungsmittel wird entfernt, indem der Stoff durch
Preßrollen geführt wird, die unter einem solchen Druck stehen, daß die Feuchtigkeitsaufnahme ungefähr
100% beträgt. Der imprägnierte Stoff wird bei 35 bis 40 C getrocknet. Der getrocknete Stoff, der
nun das Sulfon enthält, ist ziemlich steif. Er wird daraufhin mit einer wäßrigen Lösung imprägniert,
die 80 Teile Natriumhydroxyd und 920 Teile Wasser enthält. Die von dem Stoff aufgenommene Menge
Natriumhydroxyd beträgt ungefähr 85%. bezogen auf das eigentliche Stoffgewicht. Demgemäß ist der
Betrag von Natriumhydroxyd, das während der Reaktion auf dem Stoff anwesend ist, 4,7%, bezogen
auf das eigentliche Stoffgewicht. Nach dem zweiten Imprägnieren wird der Stoff in nassem Zustand bei
Raumtemperatur 15 Minuten lang aufgestellt und dann gründlich mit einer Lösung eines nichtionischen
Reinigungsmittels durchgewaschen und dann getrocknet. Der so behandelte Stoff faßt sich weich an
und weist gegenüber unbehandeltem Stoff verbesserte Naß- und Trocken - Knittererholung auf. Wird
dieser Stoff im gewöhnlichen Waschverfahren gewaschen, trocknet er glatt, so daß sich ein Bügeln
erübrigt.
B e i s ρ i e 1 U
Ein Gabardinestoff aus Reyon wird mit einer :?5%igen wäßrigen Lösung des im Beispiel i ver-
wendeten Produktes behandelt. Die Feuchtigkeitsaufnahme beträgt ungefähr 100%. Der Stoff wird
bei 50 bis 60 C getrocknet und dann mit einer 9"/,)igen KÖH-Lösung behandelt, gemangelt und
30 Minuten lang bei Raumtemperatur naß aufgehängt. Daraufhin wird der Stoff mit verdünnter
Essigsäure neutralisiert, gewaschen und getrocknet. Die folgende Tabelle zeigt die Faltenbeibehaltungseigenschaften
des behandelten und eines nicht behandelten Stoffes. Die Faltenbeibehaltung wird nach
dem Verfahren, beschrieben in »Association of Textile Chemists and Colorists«, 1959, edition.
Vol. 35, pp., S. 171 bis 173 (Tentative Test Method 67/1957), bestimmt und ist als die Summe der Werte
ausgedrückt, die in Kett- und Schußrichtung erhalten worden sind. Die Wasch- und Trageigenschaften
werden nach dem Verfahren bestimmt, das in der gleichen Veröffentlichung beschrieben ist (S. 154
bis 156) und wird mit den dort empfohlenen Angaben ausgedrückt.
Tabelle | trocken | [ | Wash-and-wear-Eigen- | in der | |
202 | schaflen nach 5 Wäschen | Trommel ge | |||
Faltenbeibehaltung | bei 60 C | schleudert*) | |||
Reyon- | Kette und Schuß | 225 | 1,5 | ||
Garbardine | auf der.Leine | ||||
getrocknet*) | 4,5 | ||||
naß | 1,0 | ||||
Unbehandelt | 187 | ||||
Behandelt | 4.0 | ||||
(Beispiel 2) | 255 | ||||
*) Bewertungsziffern von 1.0 (schlechteste Erscheinung) bis 5.0 (beste Erscheinung).
O,S
,Ch2CH2NC5H5
CH2CH2NC5H5
2Cl-
anstatt der Thiosulfat-Verbindung für die Behandlung des gleichen Baumwollstoffes verwendet wird.
Der behandelte Stoff zeigt folgende Werte bezüglich der Faltenbeibehaltung (bestimmt nach der
vorstehend angegebenen Methode).
80 · 80 Baumwolle
Unbehandelt
Behandelt (Beispiel III)
Muster A
Muster B
Faltenbeibehaltung
Kette und Schuß
Kette und Schuß
naß
144
314
298
298
trocken
125
231
245
Es ist hinzuzufügen, daß nach fünf Wäschen der behandelte Stoff kein meßbares Einlaufen zeigt,
während der unbehandelte Stoff um 7% in der Kettenrichlung und um 5% in der Schußrichtung
eingelaufen ist.
Der Vorgang im Beispiel I wird wiederholt, nur daß das Bisulfondichlorid-(/i-pyridinium-methyl)
Ein Muster eines Garns aus unmodifizierten Polyvinylalkoholfasern (nicht heiß behandelt, Garnstärke
25/1) wird mit einer wäßrigen Lösung imprägniert, die 250 g/l der Sulfonverbindung
O, S
,CH2CH2SSO3Na
^CH2CH2SSO3Na
enthält. Das Garn wird durch die Rollen einer Laboratoriumswalze hindurchgeführt, deren Rollendruck
so eingestellt ist, daß sich eine Feuchtigkeitsaufnahme von ungefähr 75% ergibt. Die Aufnahme
von Sulfon ist demgemäß ungefähr 18 g/100 g Garn. Das so behandelte Garn wird getrocknet, dann
durch eine 10%ige Kühllösung geführt, durch die Walze gepreßt und bei Raumtemperatur 30 Minuten
lang aufgehängt. Daraufhin wird es in verdünnter Essigsäure und in Wasser gewaschen und getrocknet.
Das so behandelte Garn ist in kochendem Wasser unlöslich, während es sich in auf 70 bis 8O0C erwärmtem
Wasser allmählich auflöst.
Baumwollgewebemuster werden mit Lösungen nachstehend aufgeführter Zusammensetzungen behandelt,
durch eine Laborwalze geführt, deren Rollendruck so eingestellt wird, daß sich eine Feuchtigkeitsaufnahme
von 40% ergibt, und dann getrocknet wird.
Muster | 7,7"/,, | kaltwasserlösliche Stärke |
a | 7,7"/,, | kaltwasserlösliche Stärke |
b | + 1,5% Sulfon des Beispiels III | |
7.7"/,, | kaltwasserlösliche Stärke | |
C | + 4,6% Sulfon des Beispiels III | |
6.2% | Polyvinylalkohol | |
d | 6,2»/,, | Polyvinylalkohol |
e | + 23,1% des Sulfons aus | |
Beispiel III | ||
45 Nach dem Trocknen werden die Muster mit einer lO'Viiigen Natriumhydroxydlösung behandelt, durch
die Laborwalze geführt und 1 Stunde bei Raumtemperatur aufgehängt. Nach neutralisierendem
Waschen und Trocknen sind alle Muster verschieden steif. Das Muster a, wonach nur mit Stärke, und
das Muster b. wonach nur mit Polyvinylalkohol behandelt worden ist, verlieren ihre Steifheit nach
einer Maschinenwäsche bei 60 C völlig, während Griff und Steifigkeit aller anderen Muster auch
nach fünf- und mehrmaligem Waschen in der Maschine bei 60 C praktisch unverändert bleiben.
Dies ist ein Beweis dafür, daß die Stärke bzw. der Polyvinylalkohol durch das Sulfon fest an das
Textilgut fixiert worden ist.
Claims (1)
1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von aktive Wasserstoffatome tragenden
Polymeren in Form von Textilgut durch Ver-
7 8
netzen, dadurch gekennzeichnet, Rest eines in alkalischer Umgebung schwach
daß das Polymerisat mit einem polyfunktionellen nukleophilen Reagenzes mit Ausnahme des
Sulfon der Strukturformel Restes der Schwefelsäure und dessen Salze darstellt,
behandelt und in Gegenwart einer alka-
RR' 5 lischen Verbindung umgesetzt wird.
I I 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge-
/CH — CH — Y kennzeichnet, daß das Textilgut nacheinander
Qg /j, erst mit dem Sulfon und dann mit der alkalischen
2 \ Verbindung oder in umgekehrter Reihenfolge
XCH — CH — Y I0 behandelt wird.
I [ 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch
R" R"' gekennzeichnet, daß die Behandlung des Textilgutes mit dem Sulfon in Gegenwart eines Zu-
in der R, R', R" und R'" ein Wasserstoffatom richtemittels, wie Polyvinylalkohol oder Stärke,
oder eine Methylgruppe und Y einen polaren 15 vorgenommen wird.
909 518 536
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