DE3626361A1 - Bleichverbesserungs-zusammensetzung - Google Patents

Bleichverbesserungs-zusammensetzung

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DE3626361A1
DE3626361A1 DE19863626361 DE3626361A DE3626361A1 DE 3626361 A1 DE3626361 A1 DE 3626361A1 DE 19863626361 DE19863626361 DE 19863626361 DE 3626361 A DE3626361 A DE 3626361A DE 3626361 A1 DE3626361 A1 DE 3626361A1
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DE
Germany
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bleach
acid
bleaching
fibers
cellulose fibers
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE19863626361
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English (en)
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Naoki Kyochika
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Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Publication date
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Description

Die Erfindung betrifft ein Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Cellulosefasern; sie betrifft insbesondere ein Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Cellulosefasern, das einen höheren Weißgrad, einen besseren Griff (Anfühlen) und bessere Näh- bzw. Hefteigenschaften ergibt als bei Verwendung eines Cellulosefaser-Bleichbades, das Bleichinhibierungs-Faktoren, wie z. B. harte Zusätze, enthält.
Im allgemeinen bleiben in den Cellulosefasern auch nach dem Raffinieren und Bleichen der Fasern noch natürliche färbende Materialien sowie gefärbte Materialien zurück. Ein konventionelles Bleichverfahren ist beispielsweise das Peroxid-Bleichverfahren, das Chlor-Bleichverfahren, das Natriumchlorit-Bleichverfahren oder dgl., wobei unter diesen das Peroxid-Bleichverfahren allgemein in großem Umfange angewendet wird, da damit das Bleichen in einem einfachen Arbeitsgang durchgeführt werden kann, ohne die Fasern zu beschädigen und da damit ein lang anhaltender Weißgrad erzielt werden kann.
Das Peroxid-Bleichen wird durchgeführt durch Oxidation und Zersetzung der färbenden Materialien in den Cellulosefasern unter Ausnutzung des aus einem Peroxid stammenden naszierenden Sauerstoffs. Da die oxidative Zersetzung wirkungsvoll unter Umständen durchgeführt wird, bei denen der pH-Wert alkalisch ist, wird ein alkalisches Agens, wie z. B. Natriumhydroxid, in Kombination damit verwendet und außerdem wird auch Natriumsilicat als Stabilisator für die Zersetzung des Wasserstoffperoxids unter alkalischen Bedingungen verwendet. Demgemäß enthält die Bleichzusammensetzung Wasserstoffperoxid, ein Alkali (Natriumhydroxid und dgl.) und Natriumsilicat (Molverhältnis SiO2 : Na2O = 2,5 : 1). Wenn die Cellulosefasern unter Verwendung dieser Zusammensetzung gebleicht werden, verbindet sich dann, wenn die Wasserhärte hoch ist, das Natriumsilicat mit den Härte-Bestandteilen im Wasser unter Bildung eines wasserunlöslichen Silicats, wie Calcium- und Magnesiumsilicat, die auf den Fasern abgelagert werden, so daß keine Verbesserung des Weißgrades der Stoffe (Gewebe bzw. Kleider) erzielt wird, der Griff (das Anfühlen) hart und rauh werden und der Reibungskoeffizient mit einer Nähmaschinennadel hoch wird, was Störungen in bezug auf die Näheigenschaften mit sich bringt.
Eine Lösung dieses Problems war daher sehr erwünscht.
Um die vorgenannten Probleme zu lösen, wurden Ethylendiamintetraessigsäure, Diethylentriaminpentaessigsäure, Hydroxyethylendiamintriessigsäure, Nitrilotriessigsäure, Natriumtripolyphosphat und dgl. in Kombination damit je nach Fall, verwendet, die dadurch erzielten Effekte waren jedoch nicht immer zufriedenstellend und bisher konnte keine drastische Lösung der derzeit bestehenden Probleme erzielt werden.
Bei der Wasserstoffperoxid-Bleiche tritt ferner das Problem auf, daß die Cellulosefasern als Folge des Kontakts mit Metallionen, insbesondere solchen von Eisen, Kupfer, Mangan und dgl., verspröden. Das heißt, durch die Metallionen (hauptsächlich Eisenionen) wird die Zersetzung des Wasserstoffperoxids gefördert oder während der Durchführung der Bleichstufe wird Eisenrost aus dem verwendeten Wasser oder aus der verwendeten Vorrichtung eingeschlossen, so daß Rasiermesserschnittmarkierungen (Kratzer wie diejenigen, die beim Rasiermesserschneiden gebildet werden) oder Lunker auf den aus Cellulosefasern gewirkten Geweben auftreten. Um diese Probleme zu lindern, wurde auch bereits versucht, organische Chelatbildner vom Aminocarboxylat-Typ, insbesondere Diethylentriaminpentaessigsäure und dgl., zuzugeben, diese Chelatbildner sind jedoch bei der üblichen Wasserstoffperoxid-Bleiche, die im alkalischen Bereich durchgeführt wird, nicht wirksam, da sie im hohen pH-Wertbereich (auf der alkalischen Seite) keine chelatbildende Wirkung auf Eisenionen haben. Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen war es bereits bekannt, einen Zuckeralkohol oder Aldonsäure und dgl. zu verwenden, die im hohen pH-Wertbereich in Kombination mit einem organischen Chelatbildner vom Aminocarboxylat-Typ einen chelatbildenden Effekt auf Eisen aufweisen (vgl. japanische Patentpublikationen 30 184/1986 und 30 185/1986), ihr Effekt ist jedoch nicht immer zufriedenstellend und hat bisher nicht zu einer drastischen Lösung der obigen Probleme geführt.
Nach umfangreichen Untersuchungen mit dem Ziel, die obengenannten, bei Cellulosefasern auftretenden Bleichprobleme zu lösen, wurde nun erfindungsgemäß gefunden, daß die obengenannten Probleme gelöst werden können durch kombinierte Verwendung einer spezifischen Polycarbonsäure und eines Zuckeralkohols und/oder von Aldonsäure.
Gegenstand der Erfindung ist eine Bleichverbesserungs- Zusammensetzung, die für Cellulosefasern geeignet ist und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie enthält,
a) ein Polymeres, ein Coplymeres oder ein Salz davon von Maleinsäure, Acrylsäure oder Methacrylsäure und
b-1) einen Saccharosealkohol der Formel CH2OH(CHOH)nCH2OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet,
b-2) eine Aldonsäure der Formel CH2OH(CHOH)nCOOH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet,
b-3) ein wasserlösliches Salz des Alkohols oder der Säure oder
b-4) ein Lacton des Alkohols oder der Säure.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Verbindung mit Cellulosefasern, das umfaßt
a) ein Polymeres, ein Copolymeres oder ein Salz davon, bestehend aus einem oder mehr Elementen, die ausgewählt werden aus der Gruppe, die besteht aus Maleinsäure, Acrylsäure und Methacrylsäure als Struktureinheit und
b) einen Zuckeralkohol der allgemeinen Formel CH2OH(CHOH)n- CH2OH (worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet) und/oder eine Aldonsäure der allgemeinen Formel CH2OH(CHOH)nCOOH, (worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet), ein wasserlösliches Salz derselben oder ein Lacton derselben.
Als Bestandteil (a) werden in dem erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittel solche mit einem zahlendurchschnittlichen Molekulargewicht von 300 bis 8000 bevorzugt verwendet.
Zu Beispielen für geeignete Salze des Bestandteils (a), die erfindungsgemäß verwendbar sind, gehören Alkalimetallsalze, Ammoniumsalze sowie Alkanolaminsalze, wie Salze von Diethanolamin und Triethanolamin, und es können nichtneutralisierte Anteile so wie sie vorliegen in einem solchen Umfang zurückbleiben, daß sie die vorteilhaften Eigenschaften (das Leistungsvermögen) nicht beeinträchtigen.
Das als Komponente (a) verwendbare Polymere oder Copolymere kann ferner bis zu einem solchen Umfang, daß die vorteilhaften Eigenschaften (das Leistungsvermögen) nicht beeinträchtigt werden, solche umfassen, die erhalten werden durch Copolymerisieren eines anderen Monomeren als Maleinsäure, Acrylsäure und Methacrylsäure, und zu solchen erfindungsgemäß verwendbaren Monomeren können gehören Acrylsäureamid, verschiedene Arten von Sulfonsäuren, wie Methacrylsäulfonsäure oder Vinylsulfonsäure, 2-Hydroxyethylacrylat, verschiedene Acrylsäureester, verschiedene Methacrylsäureester, N-Methylolacrylamid oder andere copolymerisierbare Substanzen.
Zu Zuckeralkoholen der allgemeinen Formel CH2OH(CHOH)nCH2OH, die als Bestandteil (b) in dem erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittel verwendet werden können, können beispielsweise gehören D-Sorbit, D-Mannit, D-Xylit und Erytrhomannooctitol. Zu den Aldonsäuren der allgemeinen Formel CH2OH(CHOH)nCOOH, die erfindungsgemäß verwendet werden können, können beispielsweise gehören solche Aldonsäuren, die erhalten werden aus Aldosen, wie D-Mannose, D-Xylose und D-Glucose. Außerdem können wasserlösliche Salze dieser Säuren, wie z. B. die Natrium- und Kaliumsalze, oder Lactone dieser Säuren ebenfalls verwendet werden.
Die vorstehend beschriebenen Bestandteile (a) und (b) können in Kombination in dem erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Verbindung mit Cellulosefasern eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis zwischen den Bestandteilen (a) und (b), bezogen auf das Gewicht, vorzugsweise in dem Bereich (a) : (b) = 10 bis 90 : 90 bis 10, insbesondere in dem Bereich (a) : (b) = 40 bis 60 : 60 bis 40, liegt.
In das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Cellulosefasern können ferner eingearbeitet werden anionische, kationische und nicht-ionische oberflächenaktive Agentien in einem solchen Umfang, daß die vorteilhaften Eigenschaften (das Leistungsvermögen) dadurch nicht beeinträchtigt werden. Zu Beispielen für oberflächenaktive Agentien, die in das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Cellulosefasern eingearbeitet werden können, können gehören Polyoxyethylenalkyläther, Polyoxyethylenalkylamin, sulfatierter Polyoxyethylenalkyläther, sulfatierter Fettsäureester und amphotere oberflächenaktive Agentien vom Betain-Typ.
Ein erwünschter Bereich für die Verwendung des erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittels liegt im allgemeinen innerhalb des Bereiches von 0,01 bis 20 g (umgerechnet als Feststoffgehalt)/l, vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,04 bis 10 g (umgerechnet als Feststoffgehalt)/l, bezogen auf das Bleichbad.
Zu Bespielen für Cellulosefasern, auf die das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel angewendet werden kann, können gehören zusätzlich zu natürlichen Cellulosefasern, wie Baumwoll- und Leinenfasern, Mischfasern, bestehend aus diesen natürlichen Cellulosefasern und Kunstfasern, wie Nylon, Polyester und Acryl, sowie ferner Mischfasern mit halbsynthetischen Fasern, wie Acetatfasern, und Mischfasern mit regenerierten Fasern, wie z. B. Rayon und Cupra. Außerdem können sie beim Bleichen in beliebigen Formen vorliegen, beispielsweise als Fasern, Garne, Vorgespinste, Käseformen, gewebte Gewebe, gewirkte Gewebe, nicht-gewebte Gewebe und ferner als Faserendprodukte, wie z. B. Kleider oder Schlafzimmer-Produkte.
Zum Bleichen der Cellulosefasern können konventionelle Verfahren angewendet werden und die anwendbaren Verfahren können umfassen das Bügel-Wasserdampf-Verfahren, das Siedeverfahren unter Druck, das Tauchverfahren bei einer Temperatur von etwa 60 bis 100°C oder andere Verfahren.
Außerdem kann das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel nicht nur zum Bleichen, wie vorstehend beschrieben, angewendet werden, sondern es kann auch zum Bleichen angewendet werden, das gleichzeitig mit anderen Verfahren durchgeführt wird, wie z. B. zum Reinigungs(Entfettungs)- Bleichen und zum Entschlichtungs-Reinigungs-Bleichen.
Wenn man das Bleichen der Cellulosefasern durchführt, indem man dafür sorgt, daß zusammen mit dem erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittel Wasserstoffperoxid, Alkali und Natriumsilicat vorhanden sind, können Fasern mit einem noch besseren Weißgrad, mit einem noch besseren Griff (Anfühlen) und noch besseren Näheigenschaften und dgl. erhalten werden, verglichen mit dem konventionellen Bleichverfahren, für den Fall, daß Metallionen, wie z. B. Eisenionen, welche die Zersetzung von Wasserstoffperoxid fördern, in Wasser enthalten sind.
Obgleich derzeit der Mechanismus nicht völlig geklärt ist, nach dem die bisher bestehenden Bleichprobleme dadurch gelöst werden können, daß das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel zusammen mit Wasserstoffperoxid, Alkali und Natriumsilicat beim Bleichen der Cellulosefasern vorliegen, kann angenommen werden, daß dies auf das ausgezeichnete Metallionen-Chelatbildungsvermögen des erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittels zurückzuführen ist. Das heißt, wenn die Wasserhärte hoch ist, werden durch das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel die Härtebestandteile in ein Chelat überführt, wodurch die Bildung von wasserunlöslichen Substanzen verhindert wird oder die aus dem Wasser und den Fasern stammenden wasserlöslichen Substanzen dispergiert werden, wodurch verhindert wird, daß sie sich auf den Fasern wieder abscheiden. Wenn Substanzen, welche die Zersetzung des Wasserstoffperoxids fördern, wie z. B. Eisenionen, in dem System enthalten sind, werden durch das erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel die Metallionen in ein Chelat überführt oder dispergiert, wodurch verhindert wird, daß sie mit den Fasern in Kontakt kommen.
Die Erfindung wird in den folgenden Mischungsbeispielen und Ausführungsbeispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Mischungsbeispiel
Die in der folgenden Tabelle I angebebenen Mischungsbeispiele wurden als erfindungsgemäße Bleichverbesserungsmittel für die Verwendung in Cellulosefasern erhalten.
Als Vergleichs-Mischungsbeispiel 1 wurde hergestellt eine Mischung aus Diethylentriaminpentaessigsäure und D-Sorbit in einem Mischungsverhältnis von 50 : 50 (bezogen auf das Gewicht).
Tabelle I Beispiel 1
Gewirkte Gewebe von grauen Putzlappen wurden unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittels gebleicht und die Bleicheigenschaften wurden untersucht. Die Ergebnisse sind in der weiter unten folgenden Tabelle II angegeben.
Bleichbedingungen Bewertung
Der Griff (das Anfühlen) des behandelten Gewebes (Stoffes) wurde nach dem funktionellen Testverfahren beurteilt. Der Weißgrad wurde unter Verwendung eines SM-Farbcomputers Modell SM-3, hergestellt von der Firma Suga Tester K.K., gemessen und bewertet durch Bestimmung des Weißgrades (W) entsprechend der Weißgrad-Gleichung für das Laborsystem:
Die Näheigenschaften wurden bewertet an Hand der Anzahl der Ablösungen, die bei den verarbeiteten Garnen bei Anwendung eines Flachstichnähens für übereinandergelegte vier Gewebe (Stoffe) über eine Länge von 30 cm unter Verwendung einer Nadel Nr. 11S mittels einer Befestigungsstich- Nähmaschine erhalten wurden.
Wie aus der Tabelle II ersichtlich, war die Probe (Nr. 1), die unter Verwendung nur von Wasserstoffperoxid, Natriumhydroxid und Natriumsilicat Nr. 3 gebleicht worden war, hart im Griff und sie wies einen schlechten Weißgrad und schlechte Näheigenschaften auf, und die Proben (Nr. 2 bis 4), die unter Verwendung von Ethylendiamintetraessigsäure gebleicht worden waren, oder die Proben, die in Kombination mit der Vergleichsverbindung gebleicht worden waren, wiesen keine bemerkenswerte Verbesserung der Bleicheigenschaften auf. Dagegen wiesen die Proben (Nr. 5 bis 12), die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittels in Kombination damit gebleicht worden waren, einen weichen Griff (ein weiches Anfühlen) auf und sie wiesen einen ausgezeichneten Weißgrad und ausgezeichnet- Näheigenschaften auf, was ihre vorteilhaften Bleicheigenschaften anzeigt. Außerdem war die Probe (Nr. 3), die unter Verwendung von Natriumpolyacrylat als eines der Ausgangsmaterialien für das erfindungsgemäße Mischungsprodukt in Kombination damit gebleicht worden war, weich im Griff und sie war bevorzugt in bezug auf den Weißgrad und die Näheigenschaften, sie erreichte jedoch nicht das Niveau, das mit dem erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittel erreicht wurde.
Beispiel 2
In Gegenwart von Eisenionen wurde ein entschlichtetes nicht-gereinigtes Baumwoll-Flachgewebe gebleicht, um die Bleicheigenschaften zu untersuchen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III angegeben.
Bleichbedingungen Bewertung
Die Bewertung erfolgte durch Bestimmung des Weißgrades (W) nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1. Die Reißfestigkeit wurde gemessen unter Verwendung einer Elmendorf-Reißtestvorrichtung, mit deren Hilfe ein 2 cm-Einschnitt in einem rechten Winkel zum Mittelabschnitt einer 6,5 cm × 10 cm großen Probe (die Kettfäden verliefen entlang der Richtung der längeren Seite) vorgenommen wurde, wobei beide Enden festgehalten wurden, wobei das Dreifache des maximalen Gewichts (g), das an einem Punkt auftrat, wenn die restlichen 4,5 cm- Abschnitte eingerissen wurden, gemessen wurde, der Durchschnittswert desselben bestimmt wurde und der Wert durch einen Wert für das unbehandelte Gewebe dividiert wurde, um den Quotienten als Reißfestigkeit abzuschätzen.
Wie aus der Tabelle III hervorgeht, wies die Probe (Nr. 13), die unter Verwendung nur von Wasserstoffperoxid und Natriumhydroxid gebleicht worden war, einen geringen Weißgrad auf und bei ihr trat eine starke Abnahme der Reißfestigkeit auf. Die Probe (Nr. 14), die unter Verwendung des Vergleichsmischungsbeispiels 1 oder unter Verwendung von Diethylentriaminpentaessigsäure, Natriumpolyacrylat und Natriumgluconat in Kombination gebleicht worden war, wies keine ausreichende Verbesserung in bezug auf die Bleicheigenschaften auf. Andererseits wiesen die Proben (Nr. 18 bis 25), die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittels in Kombination gebleicht worden waren, vorteilhafte Eigenschaften auf.
Beispiel 3
Baumwoll-Twillgewebe, die bereits einer Reinigungs-Bleichung unterworfen worden waren, wurden in Gegenwart von Eisenionen in einer hohen Konzentration gebleicht und die Gewebeverunreinigung wurde bewertet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV angegeben.
Bleichbedingungen Bewertung
Die Bleicheigenschaften wurden bewertet durch Bestimmung des Weißgrades (W) und der Reißfestigkeit nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 2.
Die vorstehenden Angaben zeigen, daß das Gewebe stärker verunreinigt war, da der Weißgrad niedriger war als derjenige des Ausgangsgewebes.
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle IV hervorgeht, war die Probe (Nr. 26), die unter Verwendung nur von Wasserstoffperoxid und Natriumhydroxid gebleicht worden war, stark verunreinigt und die Reißfestigkeit war ebenfalls stark vermindert. Die Proben (Nr. 27 bis 30), die unter Verwendung von Diethylentriaminpentaessigsäure, D-Sorbit, der Vergleichsmischungsbeispiele, des Copolymeren (1) und dgl. in Kombination gebleicht worden waren, wiesen keine Verbesserung in bezug auf die Verunreinigung auf. Andererseits konnte in den Proben (Nr. 31 bis 38), die unter Verwendung des erfindungsgemäßen Bleichverbesserungsmittels in Kombination gebleicht worden waren, die Verunreinigung im wesentlichen verhindert werden und sie wiesen einen Weißgrad und eine Reißfestigkeit auf, die denjenigen des Ausgangsgewebes entsprachen.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims (3)

1. Bleichverbesserungs-Zusammensetzung, die für Cellulosefasern geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält
a) ein Polymeres, ein Copolymeres oder ein Salz davon von Maleinsäure, Acrylsäure oder Methacrylsäure und
b-1) einen Saccharosealkohol der Formel
CH2OH(CHOH)nCH2OH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet,
b-2) eine Aldonsäure der Formel
CH2OH(CHOH)nCOOH, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 6 bedeutet,
b-3) ein wasserlösliches Salz des Alkohols oder der Säure oder b-4) ein Lacton des Alkohols oder der Säure.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält
10 bis 90 Gew.-% der Komponente (a) und 90 bis 10 Gew.-% der Komponente (b-1), (b-2), (b-3) und/oder (b-4).
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (a) ein zahlendurchschnittliches Molekulargewicht von 300 bis 8000 hat.
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