DE2932797A1 - Fasersubstrate mit bleibend veraenderten eigenschaften und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Fasersubstrate mit bleibend veraenderten eigenschaften und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Fasersubstrate mit bleibend veränderten Eigenschaften und ein Verfahren zur bleibenden
Veränderung der Eigenschaften von Fasersubstraten mit PoIyoxyethylen
enthaltendenden Silanen.
Viele Fasersubstrate haben einen gewissen Grad an Hydrophobizität infolge ihres Gehalts an einer hydrophoben Faser
und/oder infolge hydrophober ihre Oberfläche verändernder Mittel, wie Schlichten, Farbstoffe, Knitterfreiheit
verleihender Harze, weichmachender Mittel, Flammhsrnmer und Bindemittel. Wenn auch bei manchen Fasersubstraten erwünscht,
ist Hydrophobizitat bei anderen, z. B. Textilien,
außer Regenbekleidung unerwünscht, und solche allgemein bekannten Nachteile, wie das Fehlen von "Baumwollkomfort"
und die schwere Entfernbarkait von öligem Schmutz beim
Waschen der Textilien, werden darauf zurückgeführt.
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Es ist bekannt, daß die Hydrophilie und Schmutzentfernungseigenschaften
synthetischer Stoffe durch darauf angewandte hydrophile Polymerisate verbessert werden können. So zeigt
US-PS 3 639 156 die Möglichkeit der Modifikation eines
Fasersubstrats mit einem Sxloxanhomopolymerisat mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
Fasersubstrats mit einem Sxloxanhomopolymerisat mit wiederkehrenden Einheiten der Formel
YO (AIk-O) bXSiGcOd/:), z.B. CH3O(CH2CH2O)19CH2CH2CH9SiO3,.,,
Werden jedoch Textilien mit einer wäßrigen Lösung von hydrolysiertem
0
CH3C(OCH2CH7)12OCH9CH2CH2Si(OCH3)3
behandelt und dann zur Härtung des Siloxans erwärmt, dann ist das Ergebnis der Behandlung gegenüber Waschen nicht
beständig. Es wird angenommen, daß diese Unbeständigkeit beim Waschen auf den bekannten Mangel das polyoxyethylensubstituierten
Silanvorläufars zurückzuführen
ist, in ausreichendem Maße unter Bildung einer Siloxanstruktur zu kondensieren, d.H. zu härten, wenn mehr ils drei Oxyetayleneinheiten im Polyoxyethylensubstituenten vorliegen und dieser Substituent über eine Propylenoxygruppe an Silicium gebunden ist, wie dies von Birchall
et al. in Nature, Bd. 266, S. 154 (1O. März 1977) nachgewiesen wurde.
ist, in ausreichendem Maße unter Bildung einer Siloxanstruktur zu kondensieren, d.H. zu härten, wenn mehr ils drei Oxyetayleneinheiten im Polyoxyethylensubstituenten vorliegen und dieser Substituent über eine Propylenoxygruppe an Silicium gebunden ist, wie dies von Birchall
et al. in Nature, Bd. 266, S. 154 (1O. März 1977) nachgewiesen wurde.
Eine Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur bleibenden Veränderung eines Fasersubstrats
mit einer polyoxyethylenhaltigen Organosiliconzusamraensetzung.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines
Verfahrens zur dauerhaften Verbesserung der hydrophilen Eigenschaften eines Fasersubstrats mit einem Gehalt
ar: hydrophoben Fasern,
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur bleibenden Verbesserung der Schmutzentfernbarkeitseigenschaften
von Textilien mit einem Gehalt an hydrophoben Fasern.
Schließlich ist Aufgabe der Erfindung die Schaffung von Fasersubstraten mit einem daran dauerhaft haftenden polyoxyethylenhaltigen
Siloxanpolymerisat.
Diese und andere sich aus dem Folgenden ergebenden Aufgaben werden dadurch gelöst, daß (A) auf ein Fasersubstrat
eine homogene flüssige Zusammensetzung angewandt wird, die durch Vermischen von Bestandteilen erhalten wird,
die (i) einen flüchtigen flüssigen Träger, (ii) einen Siloxanpolymerisationskatalysator und (iii) ein polyoxyethylenhaltiges
Silan der Formel
,{0R' SR11SiZ3
enthalten, worin
R Wasserstoff oder eine niedere Alkyl- oder
Acylgruppe,
R1 und R" untereinander gleich oder voneinander verschiedene
zweiwertige aliphatische Reste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei die
Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von R1 und
R", die zwischen Si und 0 stehen, wenigstens 3 beträgt, und
jeder Rest Z eine hydrolysierbare Gruppe oder eine Hydroxylgruppe bedeuten und
χ einen Durchschnittswert von wenigstens 3
hat, und
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daß (B) die aufgebrachte homogena tlüssige Zusammensetzung
zur Entfernung des gesamten flüchtigen flüssigen Trägers und zur Härtung des polyoxyethylenhaltigen Silans
erwärmt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt als Produkt ein
Fasersubstrat mit daran bleibend haftendem polyoxyethylenhaltigen Siloxanpclynerisat mit der Einheitenformel
R(OCH^CH„1 OR1 SR" SiZ 0 ,-, , ln ,
worin Z, R, R', R" und :·: die oben eingegebenen Bedeutungen
haben und a einen durchschnittlichen Wert von weniger als 3 hat.
Es wird angeno~i:nen, daß die Erfindung eins bleibende
Modifikation von Fasersubstrat ergibt, veil die bekannte
silanolstabilisierende Wirkung der Polyoriyethylenkette
in dem Sllan (iil) in einem für die Härtung, d.h. Kondensation
der Silanole unter Ausbildung einer Siloxanstruktur in der Erwärmungs3tufe ausreichenäeii MaSe vermindert
ist, wodurch das rolyoxyethylenhaltige Silo.-:an^olyiaerisat
dauerhaft an das Fasersubstrat gebunden wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf jedes beliebige
Fasersubstrat anwenden. Ein Fasersubstrat ist jedes Fasern aufweisende Substrat, wie eine Fasermasse,
z. B, Stapelfaser, oder fortlaufende Fäden, ein Vielfaches von Fasern, s.E, ein Faden, ein Garn, ein Vorgespinst,
ein Strang oder Seil, ein Stoffr 3.B, ein Gewebe,
ein Strickstoff, ein Filz oder ein sogenannter ungewebter Stoff oder eine Textilie, z.B. Bahnenwaren,
Kleidungsstücke oder Teile davon.
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"V
Die das Fasersubstrat ausmachenden Fasern können natürlicher Herkunft sein, wie Baumwolle, Wolle, Seide,
Leinen oder Pelz, oder sie können regenerierten Ursprungs, wie Rayon und verseiftes Celluloseacetat, abgeleiteten
Ursprungs, wie Celluloseacetat und Cellulosetriacetat oder synthetischer Herkunft sein, wie Polyamide, Polyester,
Polyurethane, Acrylderivate, Methacrylderivate, Polyvinylhalogenide, Polyvinylidenhalogenide und Polyolefine.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu hydrophilen Eigenschaften
und eignet sich besonders gut zur Anwendung auf Fasersubstrate mit hydrophoben Fasern. Beispielsweise wirkt
sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft auf Fasersubstrate aus, die eine Polyethylenterephthalatfaser
enthalten, z. B. Textilien aus 100 % Polyester oder Textilien aus Mischungen von Polyesterfasern mit anderen
Fasern, wie Baumwolle und/oder Wolle und/oder Rayon. Bei diesen Fasersubstraten, die Polyethylenterephthalatfasern
enthalten, treten die oben erwähnten allgemein bekannten Schwierigkeiten der Schmutzentfernung beim Waschen in besonders
starkem Maße auf; werden sie jedoch nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt, dann werden ihnen verbesserte
hydrophile und Schmutzentfernungseigenschaften verliehen, was durch den Water-Drop Holdout Test, den Water-Wickung
Test und den Stain-Release Test, wie weiter unten angegeben,
bestimmt wird.
Der flüchtige flüssige Träger (i) ist vorzugsweise Wasser, doch kann auch jede inerte organische Flüssigkeit, die sich
unter 200 0C verflüchtigt, verwendet werden. Der flüchtige
flüssige Träger kann aus einem einzigen Bestandteil oder einer Mischung von Bestandteilen nach Belieben bestehen.
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Beispiele für organische Flüssigkeiten die als flüchtiger flüssiger Träger (i) verwendet werden können, sind
Kohlenwasserstoffe, wie Toluol, Xylol, Cyclohexan, Heptan, Testbenzin, Weißöl und Naphtha, halogenierte
Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und Trichlorethan und andere üblicherweise verwendete Flüssigkeiten,
wie Aceton, Ethanol,. Isopropanol, Tetrahydrofuran, Dioxan, Acetonitril, DimethyIfOrUIaInXd7 Dimethoxyethan und
der Dimethylether von Diethylenglykol.
Der Siloxanpolymarisationskatalysator (ii) kann ein beliebiger
saurer odar basischer Stoff sein, der die Kondensation von Silanolen unter Bildung einer Siloxanbindung
hervorruft. Zu geeigneten Katalysatoren gehören
HCl, H9SO4,, CCl3CQuH, H3PO4, CF3SO3II, CH3COOH, Mg (OCOCH3) 7,
MgSO„, MfBF,) , kg (BFJ,, Zn(NO ) , MgCl9, Al Cl (OH) fi ..,
ZnCl2, an(octoac)9, (C,Hg)4Sn(OCOCH3)2, NaOH, KOH, Ca(OH) ,
NH3, Na9SiO3, KaOCOCH3, /(HOCH2CH9) 2NCHoCH20/9Ti (O-isoPr),,
und Sn(OCOCH3)9. Lewissäurekatalysatoren sind als der 3±~
loxanpolyiaerisationskatalysator bevorzugt, v/eil es sich
bei den meisten der technisch angewandten Stoffbehandlungsverfahren
um saure Verfahren handelt.
Die polyoxyethylenhaltigen Silane (iii), die zur Herstellung
der erfindungsgemäß verwendeten homogenen flüssigen Zusammensetzungen
verwendet warden, sind ganz allgemein durch die Formel
(I)
zu bezeichnen.
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Hierin bedeutet Z eine an Silicium gebundene Hydroxylgruppe oder eine ^m Silicium gebundene hydrolysierbare
Gruppe, die durch die Einwirkung von Wasser bei Zimmertemperatur in eine an Silicium gebundene Hydroxylgruppe
überführbar ist. Zu hydrolysierbaren Gruppen (Z) gehören Halogen wie -Br und -Cl, Alkoxy, wie -OCH3, -OCH2CH3,
-OCH(CH3)2 und OC4H9, Alkoxyalkoxy, wie -OCH2CH2OCH3,
-OCiI2CH2OCH2CH2OCH3 und -OCH2CH2OCH2CH3, Acyloxy, wie
0
-OCCH3, -OOCH, 0OCCH3 und -0OCCH2CH3 und Aryloxy, wie
-OC^-Hj-. Zweckmäßigerweise sind alle hydrolysierbaren
Gruppen in (I) identisch, doch brauchen sie dies nicht sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sind alle Reste Z solche der Formel -OCH-..
In der Formel (I) bedeutet R einen einwertigen Rest der zum Abschluß der Polyoxyethylenkette dient und von solcher
Beschaffenheit ist, daß er den allgemein bekannten hydrophilen Einfluß der Polyoxyethylenkette nicht völlig aufhebt.
Somit kann R Wasserstoff, eine niedere Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Methyl, Ethyl, Propyl, Isopropyl
oder Butyl oder niedere Äcylgruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie Formyl, Acetyl, Propionyl oder Butyryl sein.
Das Silan (iii) kann selbstverständlich eine Einzelverbindung mit einem einzigen Rest R oder eine Mischung aus
2 oder mehr Bestandteilen mit unterschiedlichen Resten R je nach Belieben sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht R für Wasserstoff, wodurch die besten Wirkungen
hinsichtlich der hydrophilen Eigenschaften eines damit
behandelten Fasersubstrats erzielt werden.
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R1 und R" bedeuten zweiwertige aliphatische Reste mit 1 bis
6 Kohlenstoffatomen, wie -CH-, -CILCH,-, -CH0CH2CH -,
-CH0CH0CH0CH0-, -CH0CH (CH.,) CH0- und - (CH0) a-. R1 und R"
Δ Δ Δ Δ Δ i A
Δ Ό
können nach Belieben untereinander gleich oder voneinander verschieden sein.
Die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome in R1 und R", die
zwischen dem an R1 gebundenem Sauerstoffatom und dem an
R" gebundenen Siliciumatom stehen bzw. diese Atome voneinander trennen, ist vorzugsweise klein, muß aber wenigstens
3 betragen. Zu passenden Eombinationen von R1 und R" gehören
beispielsweise -CH0-Z-CR0CH,,-, -CH0CK0-Z-CH0-,
A £* Δ JL Ä JL
-CH2CH2-Z-CH2CH0- und -CH2-Z-CH2CH0CHCH3. Die Kombinationen
-CH2-Z-CH2- und CH3C-Z-CH - gehören nicht dazu.
Dies bedeutet, daß ein erfindungsgemäß hergestelltes Fasersubstrat
erwartungsgemäß eine bessere Hydrophilität aufweist, wenn die Gesamtzahl der Atome in R1 und R" klein
ist, aber die Dauerhaftigkeit und Haltbarkeit der Behandlung wird durch das Vorhandensein von mehr als zwei trennenden
Kohlenstoffatomen in R" und R" gefördert. Silane dar
Formel (I) werden zweckmäßigerweise synthetisch hergestellt, und eine gute Ausgewogenheit zwischen Hydrophil ie und Haltbarkeit
der Fasersubstratbehandlung wird erreicht, wenn jede der Gruppen R' und R" die Gruppe -CH0CII0CH0- ist.
Um einem Fasersubstrat, das dem erfindungsgemäßen Verfahren
unterworfen wurde, verbesserte hydrophile Eigenschaften zu verleihen, muß χ in Formel (I) einen durchschnittlichen
Wert von wenigstens 3, vorzugsweise wenigstens
7 und insbesondere wenigstens 12 haben. Der genaue Wert von
x, dessen es zur Erzielung einer gewünschten Verbesserung dieser hydrophilen Eigenschaften bedarf, hängt direkt von
der Größe der in dem Silan (iii) vorhandenen Gruppen R, R'
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und R" ab. Es ist zwar keine obere Grenze für den Wert von χ bekannt, aber praktische Gründe, wie die sich ergebende
brauchbare Viskosität des Silans oder einer damit erhaltenen homogenen flüssigen Zusammensetzung, lassen eine obere
Grenze von etwa 100, vorzugsweise 30 angezeigt erscheinen.
Ein bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt verwendetes
polyoxyethylenhaltiges Silan (iii) hat die Formel
H(OCH2CH2)χ0(CH2)3S(CH2)3Si(OCH3)3,
worin χ einen durchschnittlichen Wert von etwa 12 hat. Ein derartiges Silan führt zu einer haltbaren Oberfläche
mit ausgezeichneter Hydrophilie und Fleckenentfernbarkeit
wenn es auf ein Fasersubstrat, das eine hydrophobe Faser enthält, angewandt wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß die hierin angegebenen Werte für χ durchschnittliche Vierte sind und einer einzigen Molekülart
oder einer Mischung von zwei oder mehr Molekülarten entsprechen können.
Das polyoxyethylenhaltige Silan (iii) kann nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise kann eine
äquimolare Mischung von R(OCH-CH ) OCH9CH=CH9 mit
HSCH2CH2CH2Si(OCH3)3 freie Radikale erzeugenden Bedingungen
zur Erzielung der Addition der SuIfhydrylgruppe an die aliphatische
Doppelbindung unterworfen werden. Diese Reaktion ist für χ = 7,5 und R = CH3 in US-PS 4 062 693 veranschaulicht.
Die Formel (I) bezieht sich zwar auf ein Silan, doch sei darauf hingewiesen, daß die Gegenwart von drei Hydroxylgruppen
und/oder hydrolysierbaren Gruppen an dessen Siliciumatom eine ohne weiteres funktionierende Möglichkeit
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für die gelegentliche Bildung kleiner Anteile an Siloxanbindungen ergibt. Deshalb liegt es innerhalb des
Rahmens der Erfindung, daß das polyoxyethylenhaltige Silan (iii), das mit dem flüchtigen flüssigen Träger
vermischt wird, geringe Mengen Siloxanverbindungen der
allgemeinen Formel
R(OCH0CH0),.OR1SR11SiZ O,., , /o ,
worin a einen durchschnittlichen Wert zwischen 2 und 3 hat und Sparenmengen dieser Siioxanverbindungen, in deren
Formel a einen Wert von weniger als 2 hat, enthalten kann, solange die damit hergestellte flüssige Zusammensetzung
homogen ist.
Darüberhinaus kann das Silan (I) , v/enn R für Wasserstoff
steht, eine Kondensationsreaktion zwischen einer durch Wasserstoff beendeten Polyoxyethylenkette und einer an
Silicium gebundenen Hydroxyl- oder hydrolysierbaren Gruppe eingehen, wodurch eine cyclische und/oder lineare kondensierte
Verbindung ruit -Si(OCH0CH0) -Brücken entstehen.
Da diese Reaktion eine weitgehende sein kann, liegt es im Rahmen der Erfindung, daß das polyoxyethylenhaltige Silan
(iii), das mit dem flüchtigen flüssigen Träger vermischt
wird, unterschiedliche Mengen von bis zu 100 % cyclischer Verbindungen der Formel
/-(0CK0CH-) .0R1SR11SiZ0 /
und/oder lineare Verbindungen der Formel
11/4OCH0CH0) OR1SR11SiZ0 / Z ,
2/0498
worin y einen durchschnittlichen Wert von 1 oder höher haben kann, enthalten kann. Bei diesen cyclischen und linearen
kondensierten Verbindungen kann selbstverständlich auch die gelegentliche Siloxanbildung vorkommen, die oben
beschrieben wurde, wodurch eine komplexe Mischung von Molekülarten (iii) gebildet wird.
Kleine Mengen der oben erwähnten Siloxane sind in dem polyoxyethylenhaltigen
Silan (iii) zulässig und liegen im Rahmen der Erfindung, weil das Silan (iii) bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren schließlich zu silanolhaltigen Verbindungen hydrolysiert und zu einer Polysiloxanstruktur kondensiert
wird, die dauerhaft an das Fasersubstrat gebunden ist.
Verschiedene Mengen dieser oban erwähnten cyclischen und/ oder linearen kondensierten Verbindung sind in dem polyoxyethylenhaltigen
Silan (iii) zulässig und liegen im Rahmen der Erfindung, weil die darin enthaltenen
-Si(OCH0CH9) .-Brücken bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
eine Hydrolyse erfahren, wodurch die durch Wasserstoff beendete Polyoxyethylengruppe zurückgebildet wird.
Bei einer bevorzugten AusEührungsform der Erfindung, wobei
der flüchtige flüssige Träger Wasser ist, ist diese Hydrolyse von SiZ- und -Si(OCH0CH0) ,-Brücken eine
weitgehende Hydrolyse.
Die Mengenverhältnisse von flüchtigem flüssigen Träger (i) und polyoxyethylenhaltigem Silan (iii), die zur Bildung
der erfindungsgemäß verwendbaren homogenen flüssigen Zusammensetzungen vermischt werden, sind nicht von ausschlaggebender
Bedeutung und können in weitem Umfang schwanken. Sie werden in den meisten Fällen auf einen Wert eingestellt,
bei dem die erwünschte Aufnahme des Silans durch das Fasersubstrat während einer Anwendung der homogenen
030032/0496
Os
flüssigen Zusammensetzung ohne weiteres erfolgt. Vorzugsweise besteht die homogene flüssige Zusammensetzung zu
wenigstens 10 Gewichtsprozent aus flüchtigem flüssigen Träger.
Beispielsweise kann die Menge an polyoxyethylenhaltigen Siian (iii) in flüchtigem flüssigen Träger (i) zweckrnäßigerweise
zwischen 0,1 und 50 Gewichtsprozent, vorzugs weise 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht
von (i) und (iii) liegen, wenn Stoffe in der üblichen Weise behandelt werden, doch können offensichtlich
auch höhere oder niedrigere Konsentrationen angewandt werden. Bei den neueren energiesparenden Arbeitsweisen
zur Behandlung von Textilien, bei denen eine Schauir.klotzstufe
angewandt wird, kann die Menge an polyoxyathylenhaltigeia
Silau (iii) bis zu 90 Gewichtsprozent von (!)
plus (iii) ausmachen.
Die verwendete Menge an Katalysator (ii) ist in der Hegel
die Menge, die in der Srwärmungsstufe des erfindungsgemäßen
Verfahrens zu dar gewünschten Geschwindigkeit und Stärke
der Härtung des Silans (iii) führt, und sie kann durch einfache Vorversuche laicht bestimmt werden.
Die homogene flüssige Zusammensetzung kann weitere Bestandteile
enthalten, ξ. B. oberflächenaktive Mittel. Erschöpfungsmittel
und Schaurnverhütungsiiiittel, wie sie für
Faserbehandlungsmittel üblich sind. Der Ausdruck "homogen"
bezieht sich auf Lösungen, Dispersionen oder Emulsionen.
In vielen Fällen wird vorzugsweise, obgleich für die Homogenisierungszwecke
nicht erforderlich/ ein oberflächenaktives Mittel in die bei dem erfindungsgamäßan Verfahren verwendeten
homogenen flüssigen Zusammensetzungen aufgenommen.
0 λ 0 0 3 2 / 0 L 9 6
Der Zweck des oberflächenaktiven Mittels besteht in diesem
Fall in der Unterstützung der gleichförmigen Abscheidung der homogenen flüssigen Zusammensetzung auf das Fasersubstrat,
wodurch eine besser reproduzierbare Behandlung mancher Fasersubstrate erzielt wird.
Bei den oberflächenaktiven Mitteln, die sich zur Verwendung
in den hierin beschriebenen homogenen flüssigen Zusammensetzungen eignen, kann es sich um nichtionische,
anionische oder kationische, je nach Belieben, handeln. Oberflächenaktive Mittel, die bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren zur Erzielung einer gleichmäßigeren Abscheidung von Behandlungsmaterial auf einem Fasersubstrat
verwendet werden, müssen für jede Kombination von Fasersubstrat und homogener flüssiger Zusammensetzung durch
Vorversuche ermittelt werden.
Die homogene flüssige Zusammensetzung wird durch Vermischen ihrer Bestandteile in beliebiger Weise hergestellt.
Beispielsweise können entsprechende Mengen an polyoxyethylenhaltigem Silan (iii), Siloxanpolymerisationskatalysator
(ii) und flüchtigem flüssigem Träger (i) zu einer homogenen flüssigen Zusammensetzung vermischt werden, die für
das erfindungsgemäße Verfahren gebrauchsfertig ist. Stattdessen
kann aber auch eine Vormischung, z. B. eine konzentrierte Ausführungsform der homogenen flüssigen Zusammensetzung
oder eine homogene flüssige Zusammensetzung, die noch des Katalysators ermangelt, hergestellt, gelagert und/
oder verschickt werden, und das erforderliche weitere Vermischen, z.B. Verdünnen mit weiterem flüchtigen flüssigen
Träger oder Einmischen des Katalysators, kann zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird
eine homoqene flüssige Zusammensetzung durch Lösen von
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H(OCH2CH0)120(CH2)3S(CH2)3Si(OCH3)3 in einem gleichen Gewicht
Wasser und Einstellen des pH-Werts der gebildeten konzentrierten Lösung auf einen Wert von unter 7,0 hergestellt.
Diese konzentrierte Lösung wird danach mit weiterem Wasser zu der gewünschten Konzentration verdünnt und mit
einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel und einer
Lewissäure versetzt.
einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel und einer
Lewissäure versetzt.
Die homogene flüssige Zusammensetzung kann auf das Fasersubstrat
nach jedem beliebigen Verfahren angewandt werden, beispielsweise durch Sprühen, Klotzen, Tauchen und Verschäumen.
Nach der Anwandung der homogenen flüssigen Zusammensetzung
auf das Fasersubstrat wird das behandelte Substrat zur Entfernung des flüchtigen flüssigen Trägers und zur Härtung
polyoxyethylenhcileigen Silans erwärmt. Die hai dieser Erwärmung s stufe angewandten Temperatur- und Zeitpareiir.eter
sind nicht von ausschlaggebender Bedeutung und werden zweckraäßigerweise miteinander in Beziehung gesetzt, d.h. niedrigere Temperaturen erfordern längere Erwärmungszeite.1, zur Er~ zielung des gewünschten Härtungsgrades. Temperaturen, die zu einen Abbau des Substrats oder des Siloxanpolymerisats führen, sollen vermieden werden. Bei einer bevorzugten Erwärntung für behandelte Polyethylenterephthaiatfasarn werden 15 Sekunden bis 2 Minuten 130 bis 200 0C angewandt.
Einige I.ylonsorten erfordern niedrigere Temperaturen.
polyoxyethylenhcileigen Silans erwärmt. Die hai dieser Erwärmung s stufe angewandten Temperatur- und Zeitpareiir.eter
sind nicht von ausschlaggebender Bedeutung und werden zweckraäßigerweise miteinander in Beziehung gesetzt, d.h. niedrigere Temperaturen erfordern längere Erwärmungszeite.1, zur Er~ zielung des gewünschten Härtungsgrades. Temperaturen, die zu einen Abbau des Substrats oder des Siloxanpolymerisats führen, sollen vermieden werden. Bei einer bevorzugten Erwärntung für behandelte Polyethylenterephthaiatfasarn werden 15 Sekunden bis 2 Minuten 130 bis 200 0C angewandt.
Einige I.ylonsorten erfordern niedrigere Temperaturen.
Das erfindurigsgaxui.ia Verfahren ergibt unabhängig davon, ob als flüchtiger flüssiger Träger Wasser verwendet
wird oder nicht, als Produkt ein Fasersubstrat mit
dauerhaft an seine Oberfläche gebundenem polyoxyethy-lenhaltigen
SiIJxanpolymerisat der Formel
R(OCIi0CH0) ,,OR1SR11SiZ 0.3. /?
Ö3 0032/04 96
-/a
worin a einen durchschnittlichen Wert von weniger als 3 hat und die anderen Symbole die üblichen Bedeutungen haben
oder oben definiert wurden. Die angegebene Siloxanstruktur kann während der Herstellung und/oder der Anwendung
der homogenen flüssigen Zusammensetzung über eine Hydrolyse der hydrolysierbaren Gruppen in dem Silan
durch Wasser und Kondensation der gebildeten Silanole teilweise ausgebildet werden. Das für die Hydrolyse notwendige
Wasser kann aus dem flüchtigen flüssigen Träger und/oder der Atmosphäre und/oder der Oberfläche des Fasersubstrats
stammen. Die Siloxanstruktur wird danach während der Erwärmungsstufe auf dem Fasersubstrat entwickelt.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Hydrolyse und die Kondensation des polyoxyethylenhaltigen Silans nicht vollständig
sein braucht, obwohl dies der Fall sein kann, damit das Silan bleibend an dem Fasersubstrat haftet. Das bedeutet,
daß a jeden beliebigen Wert unter 3 haben kann, z. B. O, 0,1, 0,5, O,8, 1,0, 1,5, 2,0.
Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung weiter erläutert. In diesen Beispielen wird die Hydrophilizität
eines Fasersubstrats durch den Water Drop Holdout Test und/ oder den Water-Wickung Test bestimmt. Die Schmutzentfernbarkeit
eines Fasersubstrats wird durch den Stain Release Test bestimmt.
Water-Drop Holdout Test - AATCC Method 39-1974
Ein Wassertropfen wird direkt aus einer Spritze auf eine Stoffprobe aufgebracht, die eben auf einer nichtabsorbierenden
Oberfläche liegt, und die Länge der Zeit bis zur Absorption des Tropfens durch den Stoff wird notiert. Der Test
hört nach 60 Sekunden auf.
030032/0496
293279
Water-Wicking Test
Ein Stoffstreifen mit den Abmessungen 1,9 χ 10,2 cm, in
dessen Mitte ein 3 cm langer Abschnitt ausgezeichnet worden ist, wird an der Unterkante mit einer Papierklammer beschwert
und bis zur unteren Grenze des 3 cm-Abschnitts in Wasser eingetaucht. Die Zeit, die das Wasser benötigt, um
bis zur oberen Grenze des 3 cm-Abschnitts aufzusteigen,
wird notiert, wenn sie unter 180 Sekunden liegt. Wenn das Wasser in 180 Sekunden nicht 3 cm aufsteigt, wird die in
130 Sekunden erreichte Entfernung notiert.
Stain-Release Test
Hierbei handelt es sich um eine modifizierte AATCC Test Method
130-1974. Sie unterscheidet sich von der AATCC Test Method 130-1974 in zweierlei Hinsicht. Während bei dam AATCC-Test
nur Testbenzin oder.Waißöl zum Fleckenraachen verwendet
wird, werden bei dem modifizierten Test mehrere Flecken
verursachende Stoffe, einschließlich Weißöl, verwendet. Außerdem wird im Gegensatz zu der Vorschrift des AATCC-Tests,
daß die verschmutzten Proben innerhalb 15 bis 60 Minuten nach der Verschmutzung gewaschen werden müssen, bei
dem modifiziertem Test das Waschen erst nach 18 Stunden vorgenommen.
In beiden Fällen wird die Fleckenentfernung der gewaschenen Proben durch Vergleich mit standardisierten Wiederholungen
von 1 (schlecht) bis 5 (ausgezeichnet) bewertet.
Alle Proben von Polyesterstoff werden nach AATCC Test Method
135-1973, Condition III, gereinigt, ehe sie dem erfindungsgemäßen
Verfahren unterworfen werden. Das Waschen von behandelten Proben und von verschmutzten Proben zur Bestimmung
der Schmutzentfernbarkait und Dauerhaftigkeit des Behandlungserqebnisses wird unter Condition II von AATCC Test Method
13 5-1973 durchgeführt.
030032/CK96
Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht.
Dieses Beispiel veranschaulicht die verbesserte Hydrophili zität eines durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten
Polyesterwirkstoffs und ihre Dauerhaftigkeit beim Waschen.
Eine homogene flüssige Zusammensetzung wird folgendermaßen hergestellt. Zunächst werden 46,88 Teile
2),S(CH2)3Si(OCH3)3, 46,87 Teile Wasser und 6,25 Teile
Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol (Triton X-405) miteinander
vermischt, worauf 3,5 Teile der erhaltenen Lösung mit 98,15 Teilen Wasser und 0,73 Teilen Triethanolamintitanat vermischt
werden. Die so erhaltene homogene flüssige Zusammensetzung besteht aus 1,64 % Silan, 0,22 % oberflächenaktivem
Mittel, 0,73 % Katalysator und 97,41 % flüchtigen flüssigen Trägers.
Zwei Stücke von gereinigtem Doppelwirkstoff aus 100 % Polyester
mit den Abmessungen 30,5 χ 3O,5 cm werden mit der obigen homogenen flüssigen Zusammensetzung geklotzt und, bezogen
auf das Gewicht des Stoffs, auf eine Naßaufnahme von 225 % eingestellt. Die so behandelten Stoffe werden dann 25 Minuten
auf 100 0C zum Trocknen und 5 Minuten auf 150 0C zum
Härten des polyoxyethylenhaltigen Silans erwärmt. Anschliessend
werden sie zur Bestimmung der aufgenommenen Menge gewogen (4,40 % bezogen auf das Gewicht des Stoffs und im Hinblick
auf den Gewichtsverlust eines Kontrollstoffs korrigiert) . Die Stoffe werden dann einer Anfangswäsche unterworfen
und trommelgetrocknet, was nach AATCC Test Method 135 - 1973, Condition II, erfolgt und zur Bestimmung der
Endaufnahme an Siloxan (0,65 % wie oben korrigiert) gewogen.
Ü3U032/CH96
2I
293279?
Ein Kontrollstoff wird genauso behandelt mit der Ausnahme, daß nur Wasser verwendet wird, und es wird gefunden, daß
seine intermediäre Aufnahme -0,15 % (ein Gewichtsverlust)
und seine Endaufnähme -0,3 % beträgt.
Der Kontrollstoff und die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
behandelten Stoffe werden nach dem oben beschriebenen Water Drop Holdout Test und Water-Wicking Test zu Beginn und
nach 12 Wäschen bezüglich ihrer Hydrophilizität bewertet.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle. I zusammengestellt.
| Zahl dar Waschen | Test-Zeit | (Sekunden) | |
| Test | 0 | behandelt | Kortroll·3 |
| Water-Drop | 12 | <1 | > 60 |
| 0 | 1 | > 60 | |
| Water-Wicking | 12 | 7/3 cm | ,18;/0 c::: |
| 14/3 cm | V'30/0 cm | ||
Der Kontrollstoff und die nach Beispiel 1 behandelten
Stoffe werden mit schwerem medizinischen Parafcinöl (Nujol), Speiseöl (Wssson), französischem gelben Senf,
Butter und gebrauchtem Hochleistunggetriebeschraieröl
verschmutzt und danach mehrere Male entsprechend dar oben
angegebenen modifizierten AATCC Test Method 130-1974 gewaschen
und bewertet.
030032/0498
Nach der fünften und zehnten Wäsche werden jeweils Proben zurückbehalten. Die Tabelle II, worin die Schmutzentfernungsergebnisse
zusammengestellt sind, zeigt die dauerhaft verbesserte ölschmutzentfernbarkeit, die einem Fasersubstrat
verliehen wird, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt
worden ist. Ein Wert von wenigstens 4 nach zwei Waschen wird als annehmbare Schmutzentfernbarkeit angesehen.
030032/0496
■-βσ -
| Zahl der | Schmutzentfernbarkeits- | Kontrolle | |
| Schmutz | Waschen | bewertung | 3,5 |
| behandelt | 4 | ||
| Paraffinöl | 1 | 4 | 3 |
| 2 | 5 | 3 | |
| 6 | 5 | 3,5 | |
| 7 | 5 | 4,5 | |
| 11 | 5 | -} j |
|
| 12 | 5 | ||
| Speiseöl | 1 | 4,5 | 3,5 |
| 2 | 5 | ό | |
| 6 | 5 | 3,5 | |
| 7 | 5 | 4,5 | |
| 11 | 4 | 5 | |
| 12 | 4 | 5 | |
| Senf | 1 | 3 | 5 |
| 2 | 3,5 | ~> | |
| 6 | 2 | 4,5" | |
| ι | 3 | 5 | |
| 11 | 3 | 3,5 | |
| 12 | 3 | 4 | |
| Butter | 1 | 5 | 4 |
| 2 | 5 | 4 | |
| 6 | 4 | 4 | |
| 7 | 4 | 5 | |
| 11 | 4,5 | 2 | |
| 12 | 4,5 | 2 | |
| Getriebeöl | 1 | 5 | 3 |
| 2 | 5 | 3 | |
| 6 | 5 | 3 | |
| •~7 / |
5 | 3 | |
| 11 | 4 | ||
| 12 | 4,5 |
Ü3U032/Ü49B
- ZT -
Beispiel 3
Dieses Beispiel veranschaulicht die überlegene Beständigkeit gegenüber handelsüblichem Waschen, die durch das erfindungsgeroäße
Verfahren einem Wirkstoff aus Polyester verliehen wird.
Eine homogene flüssige Zusammensetzung wird durch Vermischen von 1,6 Teilen der in Beispiel 1 beschriebenen
Lösung von Silan, Wasser und oberflächenaktivem Mittel,
0,25 Teilen Triethanolamintitanat und 98,15 Teilen Wasser
hergestellt.
Zwei Proben von Doppelwirkstoff aus 100 % Polyester mit
den Abmessungen 30,5 χ 30,5 cm werden wie in Beispiel 1 beschrieben
behandelt mit der Ausnahme, daß als Härtungstemperatur 160 0C angewandt wird. Die Stoffe (behandelt
Nr. 1 und behandelt Nr. 2) werden auf eine Naßaufnahme von 27 4 ", eingestellt, was zu einer intermediären Aufnahme
von 2,39 bzw. 2,31 % nach dem Härten führt und eine Endaufnahme von 0,8 bzw. 0,65 % nach einer Anfangswäsche
und Trommeltrocknung ergibt. Eine Kontrollprobe zeigt eine Endaufnahme von -0,2 %. Außerdem wird eine Stoffprobe
mit einer Ausrüstung aus Zelcon TGF (Wz der E.I.DuPont de Nemours) hergestellt. Diese Probe hat eine Naßaufnahme
von 257 %, eine intermediäre Aufnahme von 4,5 % und eine Endaufnähme von 0,3 9 % und wird, wie vom Hersteller empfohlen,
1 Minute bei 183 0C gehärtet.
Alle 4 Proben werden unter Anwendung des Water-Drop Holdout Test und des Water-Wicking Test, auf Hydrophilizität geprüft.
030032/0496
Dann werden sie 5 handelsüblichen Wäschen unter Verwendung von Waschwasser mit einer Temperatur von 76,7 bis
79,4 0C, Clarix-Seife (BASF Wyandotte), einer sauren
Fluoridsalzspülung, einer Chlorbleiche und eines ka—
tionischen organischen Weichmachers unterworfen. Eine AATCC 135-1973 Wäsche und Trommeltrocknung (Condition II)
werden zur Entfernung des organischen Weichmachers vor einer Wiederholung der Hydrophilizitätsbewertung angewandt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle III zusammengestellt.
0 30 0 32/0496
Tabelle III
Test-Zeit (s)
| Test | übliche Wäschen | behandelt Nr. 1 | behandelt Nr. | 2 Kontrolle | Zelcon(R)TGF | |
| C | Water-Drop | 0 | <1 | >60 | ||
| C | 5 | 1 | 1 | >60 | 40 | |
| co | Water- | 0 | 10/3 cm | 7/3 cm | 180/0 cm | 12/3 cm |
| "'s. O |
Wicking | 5 | 130/3 cm | 85/3 cm | 180/0 cm | 180/2 cm |
| 4>» co σο |
N) CO CO
- 23 - ^J
Beispiel 4
Die vier in Beispiel 3 erwähnten Stoffe werden mit schwerem
medizinischen Paraffinöl (Kujol), Speiseöl (Wesson),
französischem gelben Senf, Butter und Hochleistungsgetriebeschmieröl
nach den fünf handelsüblichen Waschen verschmutzt und danach nach AATCC 135-1973, Condition II,
gewaschen und zweimal in Übereinstimmung mit dem Schmutzentfernbarkeitstest bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
IV zusammengestellt.
'"■32/0*96
Tabelle IV
| Verschmutzung | Zahl der Wäschen nach 5 üblichen |
behandelt Nr. | 1 | Schmutζentfernbarkeitsbewertung | 2 Kontrolle | 5 Zelcon(R) | TGF | |
| Paraffinöl■ | Wäschen | 4 5 |
behandelt Nr. | 4 4 |
||||
| >—* f.' |
Speiseöl | 1 2 |
4,5 5 |
4 4 |
4 4 |
|||
| OO Ni |
."' Senf | 1 2 |
4,5 4,5 |
4 4 |
in in | |||
| S σ CD CD |
■. Butter | 1 2 |
4 5 |
Ul Ul | 4 4 |
|||
| '. Getriebeöl .' | 1 2 |
4,5 5 |
4 4 |
3,5 4,5 |
||||
| 1 2 |
4 4,5 |
293 | ||||||
| 3 4 |
||||||||
| U) U) | ||||||||
| 4,5 5 |
||||||||
| 3,5 3 |
||||||||
| 1 3 |
||||||||
293/797
-.26 -
Beispiel 5
Zwei homogene flüssige Zusammensetzungen werden folgendermaßen hergestellt: Zunächst werden 50,00 Teile
H(CH2CH2)120(CH2)3S(CH2)3Si(OCH3)3, 49,55 Teile Wasser
und 0,05 Teile Eisessig vermischt, wodurch eine Lösung mit einem pH-Wert von 6 erhalten wird, worauf 1,5 Teile
dieser Lösung mit 98,15 Teilen Wasser, 0,25 Teilen Magnesiumacetat
und 0,1 Teil Triton X-405, Sorte von Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol
(Composition A - verwendet in den Beispielen 5, 6, 7 und 8) oder Sorte FC-134 von
Fluoralkyl-quart.-ammoniumiodid (Composition B - verwendet in den Beispielen 7 und 8) vermischt werden. Jede Zusammensetzung
besteht aus 0,75 % Silan, 0,1 % oberflächenaktivem Mittel, 98,90 % flüchtigem flüssigen Träger
und 0,25 % Katalysator (Magnesiumacetat + Essigsäure).
Zwei Stücke von Doppelwirkstoff aus 100 % Polyester mit
den Abmessungen 30,5 χ 30,5 cm (etwa 168g/m2, 7,1 ounces/
square yard) werden gereinigt und dann mit Composition A geklotzt und auf eine Naßaufnahme von 244 % eingestellt.
Die so erhaltenen Stoffs werden 25 Minuten zum Trocknen auf 100 0C und 75 Sekunden zum Härten des polyoxyethylenhaltigen
Silans auf 180 0C erwärmt. Das Wiegen der Proben ergibt eine intermediäre Aufnahme von 2,78 %. Nach einer
anfänglichen Wäsche und Trommeltrocknung nach AATCC Test
Method 135-1973, ergibt die Wägung des behandelten Stoffs eine Endaufnahme von Ό,78 %. Eine Koritrollprobe wird auf
die gleiche Weise hergestellt mit der Ausnahme, daß Wasser
anstelle der homogenen flüssigen Zusammensetzung verwendet
und eine Endaufnahme von —0^,4 % notiert wird.
^3 ie ^io nt rollprobe hat eine Wassertropfenaushai tzeit
von über -60 Sekunden und zaicjt keinerlei aufsteigendes
Wasser in ISO Sekunden* womit -ihra Hydropliöbizität nachgewiesen ist,
-0 3:0 327-5436
r -
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten
Proben zeigen eine Wassertropfenaushaltzeit von weniger als 1 Sekunde und eine Wasseraufstexgzext von 17 Sekunden
für 3 cm, wodurch ihre Hydrophilizität nachgewiesen ist.
Die in Beispiel 5 angegebenen behandelten Stoffe und der Kontrollstoff werden wie in Beispiel 2 beschrieben verschmutzt,
mit der Ausnahme, daß anstelle des Getriebeöls gebrauchtes Motoröl verwendet wird, und nach der ersten,
zweiten, elften und zwölften Wäsche hinsichtlich Schmutzentfernbarkeit
bewertet. Nach der fünften und zehnten Wäsche werden die Proben erneut verschmutzt. Die in
Tabelle V aufgeführten Bewertungswerte zeigen die Haltbarkeit und ölschmutzentfernbarkext des Ergebnisses einer
erfindungsgemäßen Stoffbehandlung.
293279
| Schmutz | Zahl der Wäschen |
Schmutzentfernbarkeits- bewertung |
Kontrolle |
| behandelt A | cn ro ro ro | ||
| gebrauchtes Motoröl |
1 2 11 12 |
4 5 5 5 |
3 4 3 3 |
| Paraffinöl | 1 2 11 12 |
4,5 5 4,5 4 |
3 3 2 2 |
| Speiseöl | 1 2 11 12 |
4,5 5 5 5 |
4,5 4,5 5 5 |
| Senf | 1 2 11 12 |
3 4 3,5 4 |
3 3,5 2 2 |
| Butter | 1 2 11 12 |
4,5 5 5 5 |
0 3 0 Π 3 2 / 0 /, 9 6
Dieses Beispiel veranschaulicht die Behandlung eines Polyestergewebes.
Die beiden homogenen flüssigen Zusammensetzungen nach Beispiel 5 werden zur Behandlung von zwei Proben aus
100 %-igem Polyestergewebe (77 χ 60 Fäden/2,54 cm, 73 g/m2, 3,1 ounces/square yard) nach dem in Beispiel 5
beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren verwendet. Die mit der Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol enthaltenden
Zusammensetzung (Zusammensetzung Λ) behandelte Probe (behandelt A) hat eine Naßaufnahme von 103 %, eine intermediäre
Aufnahme von 1,1 % und eine Endaufnahme von 0,38 %. Die mit der Fluoralkyl-quart-ammoniumiodid enthaltenden
Zusammensetzung (Zusammensetzung B) behandelte Probe (behandelt B) hat eine Naßaufnahme von 61 %, eine intermediäre
Aufnahme von 1,03 % und eine Endaufnahme von 0,4 %. Eine genauso aber nur mit Wasser behandelte Kontrolle hat eine
Naßaufnahme von 107 %, eine intermediäre Aufnahme von -0,07 % und eine Endaufnahme von -O,11 %.
Die beiden behandelten Proben und die Kontrolle werden zu Beginn und nach 5 und 10 Wäschen mit Hilfe des Water-Drop
Holdout Test und des Water-Wickung Test hinsichtlich Hydrophilizität bewertet. Die Ergebnisse, die in Tabelle VI
zusammengestellt sind, zeigen die Wirksamkeit und die Dauerhaftigkeit der hydrophilen Eigenschaften, die einem
Fasersubstrat durch das erfindungsgemäße Verfahren verliehen werden.
Ein Vergleich der Anfangshydrophilizität der Webstoffe
behandelt A nach diesem Beispiel und der behandelten Doppelwirkstoffe
nach Beispiel 5 zeigen aui3erdem, daß das Anfangswasseraufsteigverhalten (17 s/3 cm gegenüber
70 s/3 cm) eines behandelten Stoff mit dar Art des Stoffaufbaus schwanken kann.
0 3 0 0 3 2/0496
Tdbelle VI
Test Water-Drop
cj WaterM\7icking
Ui)
| Zahl der | behandelt A | Test-Zeit (s) | Kontrolle |
| Wäschen | 1 | behandelt B | >60 |
| O | 15 | 1 | >60 |
| 5 | 15 | 22 | >60 |
| 10 | 70/3 cm | 15 | 135/3 cm |
| O | 85/3 cm | 60/3 cm | 155/3 cm |
| (Jl | 77/3 cm | 70/3 cm | 135/3 cm |
| 10 | 80/3 cm | ||
- 30 -
0*
CO co [XJ -J
co
- -art -
Beispiel 8
Die beiden behandelten Proben und die Kontrollprobe nach Beispiel 7 werden wie in Beispiel 6 beschrieben, verschmutzt
und nach der ersten und zweiten Wäsche auf Schmutzentfernbarkeit bewertet. Die in Tabelle VII zusammengestellten
Bewertungen zeigen die Schmutzentfernbarkeit beim Waschen eines nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren behandelten Stoffs.
Tabelle VII
Schmutz
gebrauchtes Motoröl
Paraffined
Speiseöl
Senf
Butter
| Zahl der | behandelt A | SchmutzentfernbarkeitbeWertung | Kontrolle |
| Waschen | 3 4 |
behandelt B | 1 2 |
| T- CNJ | 3 4 |
3 4 |
1 3 |
| 1 2 |
3 4 |
3 4 |
|
| 1 2 |
4 5 |
3 4 |
4 5 |
| 1 2 |
3 4 |
4 5 |
1 1 |
| 1 2 |
3 4 |
||
Beispiel 9
Durch Lösen von H(OCH2CH2)12O(CH2)3S(CH2)3Si(OCH3) in
einem gleichen Gewicht an Wasser und Einstellen des pH-Werts der Lösung mit Eisessig auf 6 wird eine Vormischung hergestellt. Durch Vermischen von 3,7 Teilen
der Vormischung mit 0,6 Teilen Magnesiumacetat und 95,7 Teilen Wasser wird eine homogene flüssige Zusammensetzung
hergestellt, die 1,85 % Silan, 97,55 % flüchtigen flüssigen Träger und 0,6 % Katalysator enthält-
Ein Polyestergewebe wird wie in Beispiel 5 beschrieben mit der obigen homogenen flüssigen Zusammensetzung
behandelt, wobei eine Naßaufnahme von 117 %, eine intermediäre
Aufnahme von 2,87 % und eine Endaufnahme von 1,11 % erhalten wird. Die behandelte Probe hat eine
Wassertropfenaushaltzeit von 60 s und einen Wasseraufsteigabstand von 2,5 cm nach 180 s. Eine Kontrollprobe
hat eine Wassertropfenaushaltzeit von über 60 s und einen Wasseraufsteigabstand von 0 cm nach 180 s. Dieses
Beispiel veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren ohne Verwendung eines oberflächtenaktiven Mittels
zur Unterstützung des Aufbringens der homogenen flüssigen Zusammensetzung auf das Fasersubstrat. Auch hier wird
eine verbesserte Hydrophilizität des Fasersubstrats erzielt, aber bessere Ergebnisse können dadurch erhalten
werden, daß, wie in den vorangegangenen Beispielen, ein oberflächenaktives Mittel mitverwendet wird.
Beispiel 10
Dieses Beispiel veranschaulicht das erfindungsgemäße Verfahren
unter Verwendung eines basischen Siloxanpolymerisationskatalysators.
030032/0496
293279 - χ'-
Eine homogene flüssige Zusammensetzung wird folgendermaßen
hergestellt: 1,5 Teile der Vormischung nach Beispiel 9, 0,25 Teile Natriumsilicat, 0,1 Teil Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol
und 98,15 Teile Wasser werden vermischt, und die erhaltene Lösung wird zur Behandlung von
Polyestergewebe, wie in Beispiel 5 beschrieben, verwendet. Der Stoff zeigt eine Naßau.fnähme von 130 %, eine intermediäre
Aufnahme von 1,29 % und eine Endaufnahme von 1,0 %. Der behandelte Stoff weist eine Wassertropfenaushaltzeit
von weniger als einer Sekunde und eine 3cm-Wasseraufsteigzeit
von 68 Sekunden - auf.
Beispiel 11
Dieses Beispiel veranschaulicht die Behandlung einer Polyester-Wollmischung
zur Verbesserung der Hydrophilizität.
Eine homogene flüssige Zusammensetzung wird durch Vermischen
von 1,5 Teilen der Vormischung nach Beispiel 9, 0,25 Teilen Magnesiumacetat, 0,1 Teil Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol
und 98,15 Teilen Wasser hergestellt. Eine Polyester-Wollmischung wird mit der erhaltenen Lösung
in der Weise behandelt, daß der Stoff eine Naßaufnahme von 124 %, eine intermediäre Aufnahme von 1,2 ο und
eine Endaufnahme von 0,38 % zeigt. Das Silan wird zur Vernetzung 75 s auf 170 0C erwärmt. Während ein Kontrollstoff
einen Aufsteigabstand von 2,5 cm in 180 s zeigt, weist der behandelte Stoff eine Aufsteigze.it von
150 s für 3 cm auf.
Beispiel 12
Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung von 0
CH C(OCH CH„) .„0(CHo) ,S(CH„) ,Si(OCH1) ,,
Q3ÜÜ32/Ü/i96
als modifizierendes Silan.
Durch Vermischen des oben angegebenen Silans mit einem gleichen Gewicht Wasser und Ansäuern der erhaltenen Mischung
mit Eisessig auf einen pH-Wert von 6 wird eine Vormischung hergestellt. 1,2 Teile dieser Vormischung
werden mit 0,25 Teilen Magnesiumacetat, 0,1 Teil Octylphenoxypolyethoxy(40)ethanol
und 98,45 Teilen Wasser zu einer homogenen flüssigen Zusammensetzung vermischt.
Eine zweite homogene flüssige Zusammensetzung wird genauso hergestellt mit der Ausnahme, daß 0,25 Teile
Natriumsilicat anstelle von Magnesiumacetat verwendet werden.
Proben eines Polyestergewebes werden mit den oben beschriebenen homogenen Zusammensetzungen, wie in Beispiel
5 beschrieben, behandelt.
Der mit der Magnesiumacetat enthaltenden Zusammensetzung (behandelt I) behandelte Stoff zeigt eine Naßaufnahme
von 125 %, eine intermediäre Aufnahme von 0,92 % und
eine Endaufnahme von 0,12 %. Der mit der Natriumsilicat
enthaltenden Zusammensetzung behandelte Stoff (behandelt II) zeigt eine Naßaufnahme von 137 %, eine intermediäre
Aufnahme von 1,24 % und eine Endaufnahme von
0,65 %. Die behandelten Stoffe werden hinsichtlich ihres hydrophilen Verhaltens bewertet und mit einer Kontrollprobe
verglichen, wobei wiederum der Water-Drop Test und der Water-Wicking Test angewandt wird. Die Ergebnisse sind
in Tabelle VIII zusammengestellt.
3 2/0496
Tabelle VIII
| behandelt I | Test-Zeit | Kontrolle | |
| Test | 38 147/3 cm |
behandelt II | y 60 180/2,5 cm |
| Water-Drop Water- Wicking |
1 59/3 cm |
||
030032/0496
Claims (5)
1. Verfahren zur bleibenden Veränderung eines Fasersubstrats
mit einem Polyoxyethylen enthaltenden Silan, dadurch gekennzeichnet, daß
(A) auf ein Fasersubstrat eine homogene flüssige Zusammensetzung angewandt wird, die durch Vermischen
von Bestandteilen erhalten wird, die
(i) einen flüchtigen flüssigen Träger,
(ii) einen Siloxanpolymarisationskatalysator und
(iii) ein polyoxyethylenhaltiges Silan der Formel
R(OCH0CH ) ,OR1SR11SiZ-
enthalten, worin
R Wasserstoff oder eine niedere Alkyl-
oder Acylgruppe,
R1 und R" untereinander gleich oder voneinander verschiedene zweiwertige aliphatisch^
Reste mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wobei die Gesamtzahl der Kohlanstoffatome
von R' und R", die zwischen Si und 0 stehen, wenigstens 3 beträgt, und
jeder
Rast Z eine hydroIysierbare Gruppe oder
eine Hydroxylgruppe bedeuten und
0 3 0 ü 3 2 / 0 4 9 6
ORIGINAL INSPECTED
χ einen Durchschnittswert von wenigstens 3 hat, und
(B) die aufgebrachte homogene flüssige Zusammensetzung zur Entfernung des gesamten flüchtigen flüssigen
Trägers und zur Härtung des polyoxyethylenhaltigen Silans erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als homogene flüssige
Zusammensetzung eine wäßrige Lösung und als Polyethylen enthaltendes Silan ein Silan der Formel
H(OCH2CH2)xO(CH2J3S(CH2J3Si(OCH3J3 ,
worin χ einen durchschnittlichen Wert von etwa 12 hat,
verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die homogene flüssige
Zusammensetzung ein oberflächenaktives Mittel enthält.
4. Fasersubstrat mit einem dauerhaft daran gebundenen, Polyoxyethylen enthaltenden Siloxanpolymerisat mit
der Einheitenformel
R(OCH-CH0) OR1SR11SiO,-, w„
Z a
030032/0498
R Wasserstoff oder einen niederen Alkyl-
oder Acylrest,
R' und R", die untereinander gleich oder verschieden
sein können, zweiwertige aliphatische Gruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen,
wobei die Gesamtzahl der Kohlenstoffatome von R1 und R", die zwischen 0 und Si angeordnet
sind, wenigstens 3 beträgt, und
Z eine hydrolysierbare Gruppe oder eine
Hydroxylgruppe bedeuten und
χ einen durchschnittlichen Viert von wenigstens
3 und
a einen durchschnittlichen Wert von we
niger als 3 hat.
5. Fasersubstrat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Polyoxyethylen
enthaltende Sxloxanpolymerxsat die Einheitenformel
?n H(OCH2CH2)xO(CH2)3S(CH2)3SiO(3-n-m)/2 ,
worin
χ einen durchschnittlichen Wert von etwa 12 und
n, m, sowie
η + m jeweils einen durchschnittlichen Wert von
0 bis weniger als 3 haben,
aufweist.
ö ? ^1 Q 3 2 / (K 9 fi
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/008,654 US4207071A (en) | 1979-02-01 | 1979-02-01 | Durable modification of fibrous substrates using a polyoxyethylene-containing silane and articles therefrom |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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