EP1630280A1 - Verfahren zur Behandlung von textilen Flächengebilden - Google Patents

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EP1630280A1
EP1630280A1 EP04020579A EP04020579A EP1630280A1 EP 1630280 A1 EP1630280 A1 EP 1630280A1 EP 04020579 A EP04020579 A EP 04020579A EP 04020579 A EP04020579 A EP 04020579A EP 1630280 A1 EP1630280 A1 EP 1630280A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
solution
radical
silicon compounds
ammonia
silicon compound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04020579A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen Dr. Ellmann
Rule Niederstadt
Harald Dr. Chrobaczek
Ernst Springer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huntsman Textile Effects Germany GmbH
Original Assignee
Huntsman Textile Effects Germany GmbH
Ciba Spezialitaetenchemie Pfersee GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Huntsman Textile Effects Germany GmbH, Ciba Spezialitaetenchemie Pfersee GmbH filed Critical Huntsman Textile Effects Germany GmbH
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Priority to US11/659,528 priority patent/US20080115290A1/en
Priority to KR1020077005013A priority patent/KR20070047817A/ko
Priority to PCT/EP2005/008552 priority patent/WO2006024364A1/en
Priority to CNA2005800289843A priority patent/CN101010457A/zh
Priority to EP05768410A priority patent/EP1792002A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D06M13/00—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment
    • D06M13/50—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with organometallic compounds; with organic compounds containing boron, silicon, selenium or tellurium atoms
    • D06M13/51—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond
    • D06M13/513—Compounds with at least one carbon-metal or carbon-boron, carbon-silicon, carbon-selenium, or carbon-tellurium bond with at least one carbon-silicon bond
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    • D06M11/59—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with inorganic substances or complexes thereof; Such treatment combined with mechanical treatment, e.g. mercerising with nitrogen or compounds thereof, e.g. with nitrides with ammonia; with complexes of organic amines with inorganic substances
    • D06M11/61—Liquid ammonia
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    • D06M2101/04—Vegetal fibres
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D06M2200/00—Functionality of the treatment composition and/or properties imparted to the textile material
    • D06M2200/20—Treatment influencing the crease behaviour, the wrinkle resistance, the crease recovery or the ironing ease

Definitions

  • the invention relates to a process for the treatment of textile fabrics, wherein a specific silicon compound or a mixture of silicon compounds is applied to the fabrics and then the fabrics are dried.
  • cellulose crosslinkers those skilled in the art, inter alia N-methylol compounds are known. Although these lead to good crosslinking results, however, can have a disturbing effect that they contain formaldehyde as a by-product or release at elevated temperature or during storage. Alternative products were sought as crosslinkers which neither contain nor release formaldehyde during processing. It was found that crosslinking of cellulose fibers can also be achieved by treatment with silanes. Methods in which silanes are used as cellulose crosslinkers are known. Thus, US Pat. No. 3,055,774, EP-A 563 961 and EP-A 401 668 describe the treatment of cellulose or cellulose derivatives with functional silanes. In all of these processes, the silane is used in the form of an aqueous composition.
  • the object on which the present invention was based was to develop a process by means of which a highly effective crosslinking of textile fabrics containing considerable amounts of cellulose fibers can be carried out. Further, the process should allow to use as crosslinking agents also those silicon compounds which are unstable in aqueous systems or which do not have optimal reactivity.
  • the object has been achieved by a process for the treatment of textile fabrics, which consist of 70 to 100% by weight of cellulose fibers, with a solution of a silicon compound or a mixture of silicon compounds in liquid ammonia, which solution is applied to the textile fabric and then the fabric is dried, wherein at least one of the silicon compounds used corresponds to one of the formulas (I) to (IV).
  • textile fabrics are treated which consist of 70 to 100% by weight of cellulose fibers.
  • Textile fabrics include wovens, knits and fleeces (nonwovens). Preference is given to tissue.
  • the textile fabrics contain from 70 to 100% by weight of cellulose fibers. If it is not 100% cellulosic material, the remainder may be synthetic fibers such as polyester or polyamide.
  • the cellulose fibers may consist of natural cellulose such as cotton or regenerated cellulose.
  • the textile fabrics treated by the process according to the invention can be further processed, inter alia, into articles of clothing.
  • said textile fabrics are treated with a solution of a silicon compound of the type described below in liquid ammonia.
  • a silicon compound of the type described below in liquid ammonia.
  • a mixture of silicon compounds may also be used.
  • At least one of the silicon compounds used here corresponds to one of the formulas (I) to (IV) explained below.
  • all silicon compounds used fall under one of these formulas, so it is preferred that no silicon compounds are present which do not correspond to the formulas (I) to (IV), but optionally in the solution in liquid ammonia additionally amino-functional polysiloxanes or other softening agent present be.
  • all silicon compounds or other softening agents used must be readily soluble in liquid ammonia.
  • the application of the ammoniacal solution to the textile fabrics can be carried out by methods known in the textile industry.
  • An application by means of a bath, eg according to a padder application, in which the fabrics are immersed in a solution of the desired silicon compound in liquid ammonia, is very suitable.
  • the residence time of the textile fabric in the ammoniacal solution is normally about 20 seconds to 20 minutes, but may be longer. It is then squeezed in a known manner.
  • the solution of the corresponding silicon compound or the mixture of silicon compounds preferably has a temperature in the range of -60 ° C to -40 ° C when applied to the sheet. This applies regardless of which method is used.
  • the ammonia solution normally contains about 0.01 to 3, preferably 0.1 to 0.7 parts by weight of silicon compound per 100 parts by weight of ammonia. These figures are based on the total amount of all silicon compounds used, which fall under one of the formulas (I) to (IV).
  • the solution of the silicon compound or the silicon compounds in liquid ammonia additionally contains a catalyst.
  • Suitable catalysts cause an increased degree of crosslinking and thus better effects with regard to creasing behavior of the finished textiles and / or its permanence.
  • Well suited as catalysts are sterically hindered amines such as e.g. Diaza-bicyclo [2.2.2] octane (DABCO) or 4-dimethylaminopyridine (4-DMAP).
  • the amount of catalyst added is preferably 1.0 to 3% by weight, based on the total amount of silicon compounds of formulas (I) to (IV) present in the ammoniacal solution.
  • the textile fabrics After application of the ammoniacal solution, the textile fabrics must be dried. This can be done with known drying equipment. The drying is normally carried out at a temperature in the range of 60 ° C to 180 ° C, preferably from 80 ° C to 150 ° C and is carried out until ammonia, water and optionally formed alcohol are removed. Normally this requires a drying time of about 5 to 30 minutes. Namely, in the case of using silicon compounds in which OH or OR groups are bonded to silicon atoms, water or alcohol is formed in the crosslinking reaction with OH groups of the cellulose. In many cases, it is advantageous if a Sanfor process is carried out on the textile fabrics before drying. This is understood to mean a mechanical shrinkage of textile goods, as described, for example, in K.
  • condensation is still carried out after the textile fabric has dried, in particular when the drying temperature is below 130 ° C.
  • This is a higher temperature treatment, e.g. in the range of 130 ° C to 180 ° C, preferably 140 ° C to 170 ° C, for a time of 2 to 10 minutes.
  • the condensation can increase the number of bonds that form between cellulose and the reactive silicon compounds.
  • At least one of the silicon compounds used for the process according to the invention must correspond to one of the formulas (I) to (IV).
  • All of these silicon compounds contain 2 or more reactive groups which can react with OH groups of the cellulose, optionally at elevated temperature.
  • the result of this reaction is a cross-linking of cellulose chains, which results in an improvement of the creasing behavior.
  • Silicon compounds or silanes of the formulas (I) to (IV) and their preparation are known from the prior art, for example from the documents mentioned at the outset and from EP-A 1 199 339 or by methods known to the person skilled in the art, for example by reaction of halosilanes with alcohols. Furthermore, silicon compounds of the formulas (I) to (IV) are available on the market, for example from Wacker, DE.
  • a measuring device for determining the wet crease angle (also called “crease recovery angle wet") is described.
  • This device can be used to determine the creasing behavior of textile fabrics.
  • the values for the crease recovery angle wet stated below in the exemplary embodiments 1a) to 1d) are based on determinations according to this Melliand citation. For this determination, the samples were prepared as follows: Tissue samples of 2 cm ⁇ 1 cm were placed in an aqueous solution containing 1 g / L of wetting agent (sodium salt of an alkylnaphthalenesulfonate). After 5 minutes, the samples were removed, placed on a plastic splint, folded and weighed for 3 minutes with a 500 g weight loaded. Then it was relieved for 3 minutes and then the crease recovery angle was measured.
  • wetting agent sodium salt of an alkylnaphthalenesulfonate
  • Table 1 0.1 ml of ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane in 25 ml of ammonia Residence time in ammonia catalyst Ammonia temperature [° C] Drying (T) and optionally condensation conditions (K) Crease recovery angle wet [°] 30 s - -40 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 71 5 min DABCO -40 10 min 110 ° C (T) 75 5 min DABCO -40 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 82
  • Table 2 0.1 ml of 1,2-bis (methoxydimethylsilyl) ethane in 25 ml of ammonia Residence time in ammonia catalyst Ammonia temperature [° C] Drying (T) and optionally condensation conditions (K) Crease recovery angle wet [°] 30 s - -40 10 min 110 ° C (T) 71 30 s - -40 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 80 1 min - -40 10 min 110 ° C (T) 73 1 min - -40 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 84 5 min DABCO -60 10 min 110 ° C (T) 75 5 min DABCO -60 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 82 5 min DABCO -40 10 min 110 ° C (T) 72 5 min DABCO -40 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 80
  • Table 3 0.1 ml of ⁇ -glycidoxypropylmethyldiethoxysilane in 25 ml of ammonia Residence time in ammonia [min] catalyst Ammonia temperature [° C] Drying (T) and optionally condensation conditions (K) Crease recovery angle wet [°] 5 DABCO -40 10 min 110 ° C + 5 min 150 ° C (T + K) 76
  • Table 4 0.1 ml of triethoxy (2,4,4-trimethylpentyl) silane in 25 ml of ammonia Residence time in ammonia Ammonia temperature [° C] Drying conditions (T) Crease recovery angle wet [°] 10 s -40 10 min 110 ° C (T) 72 1 min -40 10 min 110 ° C (T) 78

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Abstract

Textile Flächengebilde, welche mindestens 70 Gew% Cellulose enthalten, werden mit Lösungen einer oder mehrerer Siliciumverbindungen in flüssigem Ammoniak behandelt. Durch die Behandlung wird eine Vernetzung von Cellulosemolekülen bewirkt, wodurch gute Knittereigenschaften und ein gutes Niveau des Wasserrückhaltevermögens erzielt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von textilen Flächengebilden, wobei auf die Flächengebilde eine bestimmte Siliciumverbindung oder ein Gemisch von Siliciumverbindungen aufgebracht und anschließend die Flächengebilde getrocknet werden.
  • Es ist bekannt, textile Flächengebilde, welche Cellulosefasern enthalten oder welche zu 100 % aus Cellulosefasern bestehen, mit flüssigem Ammoniak zu behandeln. Dies wird üblicherweise durchgeführt bei textilen Flächengebilden, welche einer sogenannten Feuchtvernetzung unterworfen werden sollen.
    Es ist ebenfalls bekannt, textile Flächengebilde aus cellulosischen Materialien mit Cellulosevernetzern zu behandeln, um das Knitterverhalten der fertigen Artikel günstig zu beeinflussen. Zu diesem Zweck werden die textilen Flächengebilde im Rahmen eines Ausrüst- bzw. Veredlungsverfahrens üblicherweise mittels eines Foulardprozesses ausgerüstet. Die Foulardierungsflotte ist hierbei im Normalfall eine wässrige Lösung oder Dispersion. Diese Lösung oder Dispersion enthält einen oder mehrere Cellulosevernetzer sowie gegebenenfalls weitere erwünschte Bestandteile wie z.B. Weichgriffmittel.
    Als Cellulosevernetzer sind dem Fachmann unter anderem N-Methylolverbindungen bekannt. Diese führen zwar zu guten Vernetzungsergebnissen, jedoch kann sich störend auswirken, dass sie Formaldehyd als Nebenprodukt enthalten oder bei erhöhter Temperatur oder bei Lagerung freisetzen. Es wurden Alternativprodukte als Vernetzer gesucht, welche Formaldehyd weder enthalten noch bei der Verarbeitung freisetzen. Dabei wurde gefunden, dass eine Vernetzung von Cellulosefasern auch durch Behandlung mittels Silanen erfolgen kann.
    Verfahren, bei denen Silane als Cellulosevernetzer verwendet werden, sind bekannt. So beschreiben die US 3 055 774, die EP-A 563 961 und die EP-A 401 668 die Behandlung von Cellulose oder Cellulosederivaten mit funktionellen Silanen. In all diesen Verfahren wird das Silan in Form einer wässrigen Zusammensetzung verwendet.
  • Es hat sich gezeigt, dass die Vernetzung von Celluloseartikeln mit wässrigen Systemen, welche Silane enthalten, in einer Reihe von Fällen nicht zu optimalen Vernetzungsergebnissen führt, was beispielsweise Knittererholung, Wasserrückhaltevermögen usw. betrifft. Ferner ist die Verwendung bestimmter reaktiver Silane zur Vernetzung mittels wässriger Systeme gar nicht möglich, weil diese Silane mit Wasser reagieren oder in wässrigen Systemen keine optimale Reaktivität gegenüber Cellulose aufweisen. Hierunter fallen z.B. Silane, in denen Alkoxygruppen an das Siliciumatom gebunden sind. Andererseits wäre gerade der Einsatz solcher Silane als Vernetzer wegen ihrer Reaktivität gegenüber Cellulose wünschenswert.
  • Die Aufgabe, welche der vorliegenden Erfindung zugrunde lag, bestand darin, ein Verfahren zu entwickeln, mittels dessen eine hocheffektive Vernetzung textiler Flächengebilde, die erhebliche Mengen an Cellulosefasern enthalten, durchgeführt werden kann. Ferner sollte das Verfahren es gestatten, als Vernetzer auch solche Siliciumverbindungen zu verwenden, welche in wäßrigen Systemen instabil sind oder nicht optimale Reaktivität besitzen.
  • Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren zur Behandlung von textilen Flächengebilden, welche zu 70 bis 100 Gew% aus Cellulosefasern bestehen, mit einer Lösung einer Siliciumverbindung oder eines Gemischs von Siliciumverbindungen in flüssigem Ammoniak, wobei diese Lösung auf das textile Flächengebilde aufgebracht und anschließend das Flächengebilde getrocknet wird,
    wobei mindestens eine der verwendeten Siliciumverbindungen einer der Formeln (I) bis (IV) entspricht.

            (RO)nSi(R1)4-n     (I)

            (RO)tSi(R1)4-t-y(R2)y     (II)
    Figure imgb0001
    Figure imgb0002
    wobei
    alle Reste R unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen stehen,
    alle Reste R1 unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder
    den Phenylrest stehen,
    der Rest R2 für einen Rest der Formel (V) oder der Formel (Vl) steht
    Figure imgb0003
    Figure imgb0004
    wobei Ep für den einwertigen von Ethylenoxid abgeleiteten Rest oder für einen Epoxycyclohexylrest, vorzugsweise für den 3,4-Epoxy-1-cyclohexylrest, steht,
    wobei
    n eine Zahl von 2 bis 4 ist,
    a eine Zahl von 1 bis 3 ist,
    b den Wert 3― a besitzt,
    c eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2, ist,
    d eine Zahl von 1 bis 5 ist,
    e eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 3 ist,
    t eine Zahl von 1 bis 3
    y eine Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1, ist
    t + y eine Zahl von 2 bis 4 ist.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden textile Flächengebilde behandelt, welche zu 70 bis 100 Gew% aus Cellulosefasern bestehen. Als textile Flächengebilde kommen Gewebe, Maschenware und Vliese (nonwovens) in Frage. Bevorzugt sind hierbei Gewebe.
    Die textilen Flächengebilde enthalten 70 bis 100 Gew% Cellulosefasern. Falls es sich nicht um Material aus 100 % Cellulosefasern handelt, kann der Rest aus synthetischen Fasern wie z.B. Polyester oder Polyamid bestehen. Die Cellulosefasern können aus natürlicher Cellulose wie z.B. Baumwolle oder auch aus regenierter Cellulose bestehen.
    Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten textilen Flächengebilde können unter anderem zu Bekleidungsartikeln weiterverarbeitet werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf:
    • a) die Effektivität der Vernetzung ist hoch; vielfach ist sie höher als für den Fall, dass man die Vernetzung mit den gleichen Siliciumverbindungen, aber in wässrigem Medium durchführt.
    • b) es können auch Silane verwendet werden, die hohe Reaktivität gegenüber Cellulose aufweisen, die jedoch nicht in Form wässriger Systeme einsetzbar sind, weil in diesen wässrigen Systemen die Silane nicht stabil oder zu wenig reaktiv sind.
    • c) in denjenigen Fällen, wo ohnehin eine Behandlung der textilen Flächengebilde mit flüssigem Ammoniak vorgesehen ist, kann vielfach eine Verarbeitungsstufe eingespart werden, nämlich ein separater Ausrüstungsvorgang zwecks Applikation eines Cellulosevernetzers, da der Vernetzer bereits (in Form einer Lösung in flüssigem Ammoniak) aufgebracht wurde.
      Andererseits ist es natürlich auch möglich, dennoch einen separaten Ausrüstungs- bzw. Veredlungsprozeß durchzuführen, z.B. dann, wenn nach Durchlaufen des erfindungsgemäßen Verfahrens weitere Produkte in Form wässriger Lösungen oder Dispersionen aufgebracht werden sollen. Solche Produkte können unter anderem Weichgriffmittel, Fluorpolymere oder flammhemmende Mittel sein, wie sie dem Fachmann auf dem Gebiet der Textilausrüstung bekannt sind.
    • d) nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf eine übliche Feuchtvernetzung verzichtet werden. Es ist also bevorzugt, anschließend keine Feuchtvernetzung mehr durchzuführen. Vielmehr führt das erfindungsgemäße Verfahren nach Trocknung und gegebenenfalls Kondensation bereits zu sehr guten Vernetzungsergebnissen. Dies läßt sich durch die unten beschriebene Bestimmung der Knittereigenschaften über Bestimmung der Naß-Knitterwinkel feststellen.
    • e) das erfindungsgemäße Verfahren kann ohne die Verwendung von Produkten durchgeführt werden, die Formaldehyd enthalten oder bei erhöhter Temperatur freisetzen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die genannten textilen Flächengebilde mit einer Lösung einer Siliciumverbindung der nachfolgend beschriebenen Art in flüssigem Ammoniak behandelt. An Stelle einer einzigen Siliciumverbindung kann auch ein Gemisch von Siliciumverbindungen verwendet werden. Mindestens eine der verwendeten Siliciumverbindungen entspricht hierbei einer der unten erläuterten Formeln (I) bis (lV). Vorzugsweise fallen alle verwendeten Siliciumverbindungen unter eine dieser Formeln, es ist also bevorzugt, dass keine Siliciumverbindungen anwesend sind, die keiner der Formeln (I) bis (IV) entsprechen, gegebenenfalls jedoch können in der Lösung in flüssigem Ammoniak zusätzlich aminofunktionelle Polysiloxane oder andere Weichgriffmittel anwesend sein. Es müssen jedoch alle verwendeten Siliciumverbindungen bzw. anderen Weichgriffmittel in flüssigem Ammoniak gut löslich sein.
  • Das Aufbringen der ammoniakalischen Lösung auf die textilen Flächengebilde kann nach Methoden erfolgen, wie sie in der Textilindustrie bekannt sind. Gut geeignet ist eine Applikation mittels eines Bades, z.B. entsprechend einer Foulard-Applikation, bei der die Flächengebilde in eine Lösung der gewünschten Silicium-Verbindung in flüssigem Ammoniak getaucht werden. Die Verweilzeit des textilen Flächengebildes in der ammoniakalischen Lösung beträgt im Normalfall ca. 20 Sekunden bis 20 Minuten, kann jedoch auch länger sein. Anschließend wird in bekannter Weise abgequetscht.
    Die Lösung der entsprechenden Siliciumverbindung oder des Gemischs von Siliciumverbindungen besitzt bei der Applikation auf das Flächengebilde vorzugsweise eine Temperatur im Bereich von -60°C bis -40°C. Dies gilt unabhängig davon, nach welcher Methode appliziert wird. Die Ammoniak-Lösung enthält im Normalfall etwa 0,01 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 0,7 Gewichtsteile Siliciumverbindung pro 100 Gewichtsteilen Ammoniak. Diesen Zahlenangaben liegt die Gesamtmenge aller verwendeten Siliciumverbindungen zugrunde, welche unter eine der Formeln (I) bis (IV) fallen.
  • Es ist besonders vorteilhaft und deshalb bevorzugt, wenn die Lösung der Siliciumverbindung bzw. der Siliciumverbindungen in flüssigem Ammoniak zusätzlich einen Katalysator enthält. Geeignete Katalysatoren bewirken ein erhöhtes Maß an Vernetzung und damit bessere Effekte bezüglich Knitterverhalten der fertigen Textilien und/oder dessen Permanenz. Als Katalysatoren gut geeignet sind sterisch gehinderte Amine wie z.B. Diaza-bicyclo [2.2.2]-octan (DABCO) oder 4-dimethylaminopyridin (4-DMAP). Die Menge an zugegebenem Katalysator beträgt vorzugsweise 1,0 bis 3 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge der in der ammoniakalischen Lösung anwesenden Siliciumverbindungen der Formeln (I) bis (IV).
  • Nach der Applikation der ammoniakalischen Lösung müssen die textilen Flächengebilde getrocknet werden. Dies kann mit bekannten Trocknungsapparaturen durchgeführt werden. Die Trocknung erfolgt im Normalfall bei einer Temperatur im Bereich von 60°C bis 180°C, vorzugsweise von 80°C bis 150°C und wird so lange durchgeführt, bis Ammoniak, Wasser und ggf. gebildeter Alkohol entfernt sind. Normalerweise ist hierfür eine Trocknungszeit von etwa 5 bis 30 Minuten erforderlich. Im Fall der Verwendung von Siliciumverbindungen, in denen OH oder OR-Gruppen an Siliciumatome gebunden sind, entsteht nämlich bei der Vernetzungsreaktion mit OH-Gruppen der Cellulose Wasser oder Alkohol.
    Vielfach ist es von Vorteil, wenn an den textilen Flächengebilden vor der Trocknung noch ein Sanfor-Prozeß durchgeführt wird. Hierunter versteht man ein mechanisches Schrumpfen textiler Ware wie z.B. in "K. Peter, H.K. Rouette. Grundlagen der Textilveredelung, 13. Auflage, dfv Deutscher Fachverlag 1989, Frankfurt am Main, insbesondere Seiten 718 bis 721, beschrieben. Nach der Trocknung der textilen Flächengebilde kann, wenn gewünscht, noch eine Rückbefeuchtung mit Wasser erfolgen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach der Trocknung des textilen Flächengebildes noch eine Kondensation durchgeführt, insbesondere dann, wenn die Trocknungstemperatur unterhalb von 130°C liegt. Dies ist eine Behandlung bei höherer Temperatur, z.B. im Bereich von 130°C bis 180°C, vorzugsweise 140°C bis 170°C, während einer Zeit von 2 bis 10 Minuten. Durch die Kondensation lässt sich die Anzahl der Bindungen erhöhen, die sich zwischen Cellulose und den reaktiven Siliciumverbindungen ausbilden.
  • Mindestens eine der für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Siliciumverbindungen muß einer der Formeln (I) bis (lV) entsprechen.

            (RO)nSi(R1)4-n     (I)

            (RO)tSi(R1)4-t-y(R2)y     (II)
    Figure imgb0005
    Figure imgb0006
  • In diesen Formeln bedeuten:
    • alle Reste R unabhängig voneinander entweder Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen. Vorzugsweise stehen alle anwesenden Reste R für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Dieser kann linear oder verzweigt sein. Bevorzugt stehen alle Reste R unabhängig voneinander für eine Methyl- oder eine Ethylgruppe.
    • alle Reste R1 unabhängig voneinander einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder den unsubstituierten Phenylrest. Vorzugsweise stehen alle Reste R1 entweder für den Methyl- oder den Ethylrest.
    • der Rest R2 einen Rest der Formel (V) oder der Formel (Vl)
      Figure imgb0007
      Figure imgb0008
    • Ep den einwertigen Rest, der sich von Ethylenoxid ableitet, also den Rest, der entsteht, wenn ein Wasserstoffatom aus der Formel für Ethylenoxid (Oxiran) entfernt wird oder einen Epoxycyclohexylrest, vorzugsweise den 3,4-Epoxy-1-cyclohexylrest
      n eine Zahl von 2 bis 4
      a eine Zahl von 1 bis
      b =3-a
      c eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2
      d eine Zahl von 1 bis 5
      e eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 3,
      t eine Zahl von 1 bis 3
      y eine Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1,
      t + y eine Zahl von 2 bis 4.
  • Es hat sich gezeigt, dass in vielen Fällen optimale Knittereigenschaften resultieren, wenn c=2.
  • Alle diese Siliciumverbindungen enthalten 2 oder mehr reaktive Gruppen, welche mit OH-Gruppen der Cellulose reagieren können, gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur. Das Ergebnis dieser Reaktion ist eine Quervernetzung von Celluloseketten, die eine Verbesserung des Knitterverhaltens zur Folge hat.
  • Siliciumverbindungen bzw. Silane der Formeln (I) bis (IV) und ihre Herstellung sind aus dem Stand der Technik bekannt, z.B. aus den eingangs genannten Schriften und aus der EP-A 1 199 339 oder durch dem Fachmann bekannte Verfahren herstellbar, z.B. durch Umsetzung von Halogensilanen mit Alkoholen. Ferner sind Siliciumverbindungen der Formeln (I) bis (lV) auf dem Markt erhältlich, z.B. von der Firma Wacker, DE.
  • Nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können textile Flächengebilde erhalten werden, die ausgezeichnete Eigenschaften bezüglich Knitterverhalten und Wasserrückhaltevermögen aufweisen, wobei diese Eigenschaften gute Permanenz gegenüber Lagerung und Waschvorgängen besitzen.
  • In "Melliand Textilberichte", Vol 39, Nr. 5, Seiten 552― 554, ist ein Messgerät zur Bestimmung der Naß-Knitterwinkel (auch "Knittererholungswinkel naß" genannt) beschrieben. Mit Hilfe dieses Geräts lässt sich das Knitterverhalten textiler Flächengebilde bestimmen. Den unten in den Ausführungsbeispielen 1a) bis 1d) angegebenen Werten für den Knittererholungswinkel naß liegen Bestimmungen gemäß dieses Melliand-Zitats zugrunde.
    Zu dieser Bestimmung wurden die Proben folgendermaßen vorbereitet:
    Gewebeproben von 2 cm × 1 cm wurden in eine wässrige Lösung gegeben, die 1g/l an Netzmittel (Natriumsalz eines Alkylnaphthalinsulfonats) enthielt. Nach 5 Minuten wurden die Proben entnommen, auf eine Kunststoffschiene gelegt, gefaltet und 3 Minuten mit einem 500 g-Gewicht belastet. Anschließend wurde 3 Minuten lang entlastet und dann der Knittererholungswinkel gemessen.
    • Die Erfindung wird nunmehr durch Ausführungsbeispiele veranschaulicht Beispiele 1a) bis 1d)
  • In einer Apparatur werden 25 ml Ammoniak bei einer Temperatur von ―40°C bzw. ―60°C einkondensiert und 0,1 ml Alkoxysilan zugegeben und homogen vermischt. Die Art des Alkoxysilans wurde in verschiedenen Versuchen variiert und geht aus den Tabellen 1 bis 4 hervor. In manchen Versuchen wurde ein gehindertes Amin als Katalysator zugegeben. Anschließend wird ein Gewebe zugegeben, nach definierter Zeit wieder entfernt und auf Raumtemperatur gebracht. Nach Abdampfen des Ammoniaks wird das Flächengebilde im Trockenschrank getrocknet und gegebenenfalls kondensiert. Das verwendete Gewebe war in allen Beispielen 1a) bis 1d) aus 100% Baumwolle.
  • Nachfolgend werden die Bedingungen der Versuche zu den Beispielen 1a) bis 1d) in Tabellenform dargestellt. Bei diesen 4 Beispielen wurde jeweils eine unterschiedliche Siliciumverbindung (Alkoxysilan) eingesetzt. Dort wo ein Katalysator mitverwendet wurde, betrug dessen Menge jeweils 2,5 Gew%, bezogen auf die Siliciumverbindung.
    • Beispiel 1a)
  • Tabelle 1: 0,1 ml γ-Glycidoxypropyltriethoxysilan in 25 ml Ammoniak
    Verweilzeit im Ammoniak Katalysator Ammoniak-temperatur [°C] Trocknungs- (T) und ggf. Kondensations- bedingungen (K) Knittererholungswinkel naß [°]
    30 s - -40 10 min 110°C + 5 min 150°C (T+K) 71
    5 min DABCO -40 10 min 110°C (T) 75
    5 min DABCO -40 10 min 110°C + 5 min 150°C (T+K) 82
    • Beispiel 1b)
  • Tabelle 2: 0,1 ml 1,2-Bis-(methoxydimethylsilyl)ethan in 25 ml Ammoniak
    Verweilzeit im Ammoniak Katalysator Ammoniak- temperatur [°C] Trocknungs- (T) und ggf. Kondensations-bedingungen (K) Knittererholungswinkel naß [°]
    30 s - -40 10 min 110°C (T) 71
    30 s - -40 10 min 110°C + 5 min 150°C (T+K) 80
    1 min - -40 10 min 110°C (T) 73
    1 min - -40 10 min 110°C + 5 min 150°C (T+K) 84
    5 min DABCO -60 10 min 110°C(T) 75
    5 min DABCO -60 10 min 110°C+5min 150°C (T+K) 82
    5 min DABCO -40 10 min 110°C (T) 72
    5 min DABCO -40 10 min 110°C + 5 min 150°C (T+K) 80
    • Beispiel 1c)
  • Tabelle 3: 0,1 ml γ-Glycidoxypropylmethyldiethoxysilan in 25 ml Ammoniak
    Verweilzeit im Ammoniak [min] Katalysator Ammoniak- temperatur [°C] Trocknungs- (T) und ggf. Kondensations-bedingungen (K) Knittererholungswinkel naß [°]
    5 DABCO -40 10 min 110°C + 5 min 150°C (T+K) 76
    • Beispiel 1d)
  • Tabelle 4: 0,1 ml Triethoxy(2,4,4-trimethylpentyl)silan in 25 ml Ammoniak
    Verweilzeit im Ammoniak Ammoniak-temperatur [°C] Trocknungsbedingungen (T) Knittererholungswinkel naß [°]
    10 s -40 10 min 110°C (T) 72
    1 min -40 10 min 110°C (T) 78
  • In den Tabellen bedeuten höhere Werte für "Knittererholungswinkel naß" ein verbessertes Knittererholungsverhalten.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Behandlung von textilen Flächengebilden, welche zu 70 bis 100 Gew% aus Cellulosefasern bestehen, mit einer Lösung einer Siliciumverbindung oder eines Gemischs von Siliciumverbindungen in flüssigem Ammoniak, wobei diese Lösung auf das textile Flächengebilde aufgebracht und anschließend das Flächengebilde getrocknet wird,
    wobei mindestens eine der verwendeten Siliciumverbindungen einer der Formeln (I) bis (IV) entspricht.

            (RO)nSi(R1)4-n     (I)

            (RO)tSi(R1)4-t-y(R2)y     (II)
    Figure imgb0009
    Figure imgb0010
    wobei
    alle Reste R unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen stehen,
    alle Reste R1 unabhängig voneinander für einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen oder den Phenylrest stehen,
    der Rest R2 für einen Rest der Formel (V) oder der Formel (VI) steht
    Figure imgb0011
    Figure imgb0012
    wobei Ep für den einwertigen von Ethylenoxid abgeleiteten Rest oder für einen Epoxycyclohexylrest, vorzugsweise für den 3,4-Epoxy-1-cyclohexylrest, steht,
    wobei
    n eine Zahl von 2 bis 4 ist,
    a eine Zahl von 1 bis 3 ist,
    b den Wert 3 ― a besitzt,
    c eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 2, ist,
    d eine Zahl von 1 bis 5 ist,
    e eine Zahl von 1 bis 4, vorzugsweise 1 oder 3 ist,
    t eine Zahl von 1 bis 3
    y eine Zahl von 1 bis 3, vorzugsweise 1, ist
    t + y eine Zahl von 2 bis 4 ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass anschließend an den Verfahrensschritt der Trocknung noch eine Kondensation durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung in flüssigem Ammoniak 0,1 bis 0,7 Gewichtsteile an Siliciumverbindung oder Siliciumverbindungen der Formeln (I) bis (IV) pro 100 Gewichtsteile an Ammoniak enthält.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen der Lösung auf das textile Flächengebilde mittels eines Foulardprozesses und bei einer Temperatur der Lösung im Bereich von ―40 bis -60°C erfolgt.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das textile Flächengebilde vor der Trocknung einem Sanfor-Prozeß unterzogen wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösung in flüssigem Ammoniak zusätzlich noch ein Katalysator in einer Menge von 1 bis 3 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge der in der Lösung anwesenden Siliciumverbindungen der Formeln (I) bis (IV), zugesetzt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator ein sterisch gehindertes Amin oder ein Gemisch solcher Amine ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator Diaza-bicyclo-[2.2.2.]-octan oder 4-dimethylamino-pyridin ist.
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