[0001] Die Erfindung betrifft ein Mittel zum Ausrüsten von Textilfasern oder aus Textilfasern
bestehenden Produkten, wie Geweben, Gewirken oder Vliesen.
[0002] Die Erfindung betrifft insbesondere ein Mittel zur hydrophilierenden weichmachenden
Ausrüstung von Textilfasern oder aus Textilfasern bestehenden Produkten auf der Basis
von wäßrigen Zubereitungen siliciumorganischer Verbindungen.
[0003] Siliciumorganische Verbindungen werden in beachtlichem Umfang bei der Veredlung von
Textilgarnen und Textilien verwendet. Dabei wirken die siliciumorganischen Verbindungen
entsprechend ihrer jeweiligen Struktur und Modifizierung als Weichmacher, Antischaummittel,
Hydrophobierungsmittel, Appreturmittel und als Mittel zur Verbesserung des Griffs.
Infolge der Möglichkeit, Organosiloxane mit funktionellen organischen Gruppen zu
modifizieren, lassen sich die Silicone dem jeweiligen Verwendungszweck anpassen.
[0004] Über die Einsatzmöglichkeiten von Dimethylpolysiloxanen und mit anderen organischen
Gruppen modifizierten Polysiloxanen gibt es eine umfangreiche Patentliteratur. Stellvertretend
für die Literatur wird auf eine Übersichtsarbeit in der Zeitschrift "Textilveredlung"
20 (1985) 8 bis 12, hingewiesen.
[0005] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mittel zum Ausrüsten von
Textilfasern oder aus Textilfasern bestehenden Produkten zu finden, welche in der
Lage sind, den Griff der ausgerüsteten Fasern oder Faserprodukte unter gleichzeitiger
Hydrophilierung zu verbessern. Die Griffverbesserung soll auch bei festgedrehten Open-End-Garnen
erzielt werden. Hierzu ist es wichtig, daß die Mittel das textile Material gut benetzen
und in den Faserverband penetrieren, wobei die Benetzung und Penetration auch beim
Ausrüsten von hydrophobem Textilmaterial gewährleistet werden soll. Die Produkte
sollen den Textilmaterialien neben dem guten Griff insbesondere eine gute Hydrophilie
vermitteln, um zu gewährleisten, daß die ausgerüsteten Textilfasern oder Textilien
problemlos um- oder überfärbt werden können und ferner gute antielektrostatische Eigenschaften
besitzen.
[0006] Eine weitere Forderung an die gewünschten Ausrüstungsmittel besteht darin, daß sie
in Form der wäßrigen Zubereitung hohe Badstabilität aufweisen, d.h. sich auch bei
längerer Lagerung und bei der Anwendung, insbesondere bei einer Verdünnung, nicht
entmischen und mit anderen üblichen Ausrüstungshilfsmitteln verträglich sind.
[0007] Diese gewünschte Eigenschaftskombination wurde überraschend bei einem Mittel gefunden,
welches erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß es 0,5 bis 80 Gew.-% eines
Gemisches modifizierter Organopolysiloxane A und B im Gewichtsverhältnis A : B von
10 : 1 bis 1 : 1 enthält, wobei das Organopolysiloxan A ein Polyethergruppen enthaltendes
lineares Siloxan mit mindestens 40 Dialkylsiloxyeinheiten ist, an welches mindestens
2 Polyethergruppen eines Molgewichtes von jeweils 600 bis 4000, die aus 40 bis 100
Mol-% Oxyethyleneinheiten, Rest auf 100 Mol-% Oxypropyleneinheiten bestehen, gebunden
sind, und das Verhältnis der Zahl der Dialkylsiloxyeinheiten : Zahl der Polyethergruppen
≧ 8 ist, und das Organopolysiloxan B ein quaternäre Ammoniumgruppen enthaltendes
lineares Siloxan mit mindestens 20 Dialkylsiloxyeinheiten ist, an welches über Kohlenstoff
mindestens 2 quaternäre Ammoniumgruppen gebunden sind, und das Verhältnis der Zahl
der Dialkylsiloxyeinheiten : Zahl der quaternären Ammoniumgruppen ≧ 10 ist.
[0008] Vorzugsweise besteht das Mittel aus
0,5 bis 80 Gew.-% des Organopolysiloxangemisches A, B und
20 bis 99,5 Gew.-% Wasser und/oder einem wassermischbaren organischen Lösungsmittel.
[0009] Polyethergruppen enthaltende lineare Polysiloxane sind seit langem bekannt und werden
auch für Zwecke der Textilveredlung, zur Verbesserung des Griffs und als Netzmittel
verwendet. Aus dem Stand der Technik sind auch siliciumorganische Verbindungen mit
quaternären Ammoniumgruppen bekannt, welche insbesondere zur Verringerung der statischen
Aufladung von Textilien eingesetzt werden.
[0010] Es hat sich jedoch in unerwarteter Weise gezeigt, daß die Gemische der oben definierten
Organopolysiloxane A (Polyethergruppen enthaltende lineare Siloxane) und Organopolysiloxane
B (quaternäre Ammoniumgruppen enthaltende lineare Siloxane) Eigenschaften aufweisen,
die in diesem Maße bei den beiden Komponenten A und B jeweils für sich genommen nicht
gefunden werden können. Dieser synergistische Effekt war auch unter Berücksichtigung
des Standes der Technik nicht zu erwarten.
[0011] Wie in den Beispielen näher belegt, besteht der synergistische Effekt des erfindungsgemäßen
Mittels in einer erheblichen Verbesserung des Griffes, welche auch nach mehreren Feinwäschen
weitgehend erhalten bleibt. In besonders überraschender Weise wird die Vernähbarkeit
der behandelten Textilien verbessert. Dies zeigt sich in einer erheblichen Reduzierung
der Nadeleinstichkraft. Die Zahl der Maschensprengschäden beim Vernähen wird verringert.
Der Durchgangswiderstand als Maß für die elektrostatische Ausrüstung wird verbessert.
Die mit dem erfindungsgemäßen Mittel ausgerüsteten Textilprodukte sind frei von Flekken.
Bei der Behandlung im Färbeapparat findet ein vollständiger Badauszug statt.
[0012] Die erfindungsgemäßen Mittel können weitere Präparationsmittel in jeweils wirksamer
Menge zusätzlich enthalten. Beispiele solcher üblichen Präparationsmittel sind Knitterfreiharze
mit den dazu notwendigen sauren Katalysatoren, optische Aufheller, Füllmittel.
[0013] Die modifizierten Organopolysiloxane A und B lassen sich ohne Zusatz systemfremder
Emulgatoren in Wasser verteilen, wobei klare bis schwach trübe, kolloidale Lösungen
entstehen. Diese wäßrigen Zubereitungen sind unabhängig von der Konzentration, d.h.
sie sind in Form von Stammlösungen oder in Form von für die Anwendung verdünnten Lösungen
stabil und entmischen sich auch bei längerer Lagerung nicht.
[0014] Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält das erfindungsgemäße
Mittel als Organopolysiloxan A ein Polymeres der allgemeinen durchschnittlichen Formel

wobei
R¹ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Methyl- oder R²-Rest bedeutet,
R² die Gruppe -(CH₂)₃O(C₂H₄O)
x(C₃H₆O)
yR⁴ ist,
R⁴ = Wasserstoff-, Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder Acylrest,
x = 10 bis 50 und
y = 0 bis 40 ist,
mit der Maßgabe, daß das mittlere Molekulargewicht der Gruppen R² 600 bis 4000 beträgt,
R³ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen
bedeutet, wobei aber mindestens 90 Mol-% der Reste R³ Methylreste sein müssen,
n einen Wert von 40 bis 200,
m einen Wert von 0 bis 20 hat, mit der Maßgabe, daß, wenn m = 0 ist,
R¹ = R² ist, und, wenn m > 0 ist, der Quotient n : m ≧ 8 ist.
[0015] Organopolysiloxane dieser Struktur sind aus dem Stand der Technik bekannt. Ihre
Herstellung kann dadurch erfolgen, daß man den Polyoxyalkylenether des Allylalkohols
an das entsprechende Wasserstoffsiloxan in Gegenwart von Katalysatoren, insbesondere
Platinkatalysatoren, an lagert. Falls bis zu 10 Mol-% der Reste R³ längerkettige
Alkylreste sein sollen, können diese durch Anlagerung eines entsprechenden Olefins
an SiH-Gruppen des Wasserstoffsiloxans eingeführt werden. Die Herstellung solcher
Verbindungen ist z.B. in der EU-OS 0 125 779 beschrieben.
[0016] Als Organopolysiloxan B enthält das erfindungsgemäße Mittel vorzugsweise ein Polymeres
der allgemeinen durchschnittlichen Formel

wobei
R³ wie oben definiert ist,
R⁵ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Methyl- oder R⁶-Rest bedeutet,

R⁷ = zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest, dessen Kohlenstoffkette durch ein Sauerstoffatom
unterbrochen sein kann,
R⁸, R⁹, R¹⁰ = im Molekül und der Gruppe gleich oder verschieden, Alkylreste mit jeweils
1 bis 18 C-Atomen, wobei einer der Reste R⁸, R⁹, R¹⁰ je Gruppe der Rest
-(CH₂)₃NHCOR¹¹, R¹¹ = Alkylrest mit 7 bis 17 C-Atomen, sein kann,
X
⊖ = ein beliebiges einwertiges Anion,
o einen Wert von 20 bis 200,
p einen Wert von 0 bis 20 hat, mit der Maßgabe, daß, wenn p = 0 ist, R⁵ = R⁶ ist,
und, wenn p > 0 ist, der Quotient o : p ≧ 10 ist.
[0017] Beispiele für den Rest R⁷ sind

[0018] Verbindungen dieser Art und ihre Herstellung sind in der DE-OS .. .. ... (Patentanmeldung
P 37 19 086.5-44) und der US-PS 3 389 160 beschrieben. Dabei kann die Herstellung
in der Weise erfolgen, daß man ein entsprechendes Epoxidgruppen aufweisendes Organopolysiloxan
mit tertiären Aminen in solchen Mengenverhältnissen umsetzt, daß jeder Epoxidgruppe
mindestens eine tertiäre Aminogruppe entspricht und man die Umsetzung in Gegenwart
eines Säureäquivalentes, bezogen auf zu quaternierendes Stickstoffatom, bei erhöhten
Temperaturen durchführt.
[0019] In einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße Mittel
als Organopolysiloxan B ein Polymeres mit gegebenenfalls im wesentlichen sich wiederholenden
Einheiten der allgemeinen durchschnittlichen Formel

wobei
R⁷, X
⊖ wie oben definiert sind,
R¹² ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 2 C-Atomen, der eine Hydroxylgruppe
aufweisen und dessen Kohlenstoffkette durch ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom unterbrochen
sein kann, ist,
q einen Wert von 20 bis 200 hat und
s ≧ 1 ist.
[0020] Beispiele für den Substituenten R¹² sind

[0021] Verbindungen dieser Art sind in der DE-OS .. .. ... (Patentanmeldung P 37 05 121.0-44)
beschrieben. Entsprechend dem dort näher erläuterten Herstellungsverfahren werden
zunächst α,ω-Wasserstoffpolysiloxane mit, bezogen auf SiH-Gruppen, äquimolaren Mengen
eines Epoxids, welches endständig eine olefinische Bindung hat, in Gegenwart eines
Hydrosilylierungskatalysators in an sich bekannter Weise umgesetzt, wonach das so
erhaltene Reaktionsprodukt mit einem ditertiären Amin in Gegenwart von 2 Moläquivalenten
Säure, bezogen auf Diamin, bei erhöhten Temperaturen in solchen Mengen umgesetzt
wird, daß jeder Epoxidgruppe eine tertiäre Aminogruppe entspricht.
[0022] Beispiele erfindungsgemäß einsetzbarer Siloxane:
A 1 R¹ = R³ = CH₃ ;
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)₃₀-H ;
n = 50, m = 5
A 2 R¹ = R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)₂₀-(C₃H₆O)₅-H ;
R³ = CH₃ ;
n = 150, m = 10
A 3 R¹ = CH₃ ;
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)₃₅-H ;
R³ = 5 Mol-% C₁₆H₃₃ und 95 Mol-% CH₃ ;
n = 125, m = 15
A 4 R¹ = R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)₂₀-(C₃H₆O)₂-CH₃ ;
R³ = CH₃ ;
n = 55, m = 0
A 5 R¹ = R³ = CH₃ ;
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)₄₀-

-CH₃ ;
n = 200, m = 10

Beispiele erfindungsgemäßer Mittel (Angaben in Gew.-%):
[0023]
1. 20 % Siloxan A 1
5 % Siloxan B 3
30 % 1,2-Propylenglykol
45 % Wasser
2. 10 % Siloxan A 1
10 % Siloxan A 4
10 % Siloxan B 1
70 % Wasser
3. 60 % Siloxan A 4
6 % Siloxan B 2
34 % 1,2-Propylenglykol
4. 5 % Siloxan A 2
5 % Siloxan B 5
90 % Wasser
5. 20 % Siloxan A 5
10 % Siloxan B 4
5 % Siloxan B 6
30 % i-Propanol
35 % Wasser
6. 2 % Siloxan A 3
2 % Siloxan B 6
96 % Wasser
7. 10 % Siloxan A 4
5 % Siloxan B 7
85 % Wasser
[0024] In den folgenden Beispielen werden die Eigenschaften von Mitteln, welche nur das
Organopolysiloxan A enthalten, mit erfindungsgemäßen Mitteln, welche die Organopolysiloxane
A und B gemeinsam enthalten, verglichen und der synergistische Effekt nachgewiesen.
Die wäßrigen Zubereitungen werden dabei durch einfaches, scherkraftreiches Einarbeiten
von Wasser in die modifizierten Organpolysiloxane A bzw. A und B erhalten.
Beispiel 1
(nicht erfindungsgemäß)
[0025] Die Zubereitung 1 besteht aus einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung des Organopolysiloxans
A, wobei die Reste und Indices in der allgemeinen Formel I folgende Bedeutung haben:
n = 20,
m = 5,
R¹ = -CH₃,
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)
x-(C₃H₆O)
y-H ,
x = 11,
y = 3,
R³ = -CH₃.
Beispiel 2
(nicht erfindungsgemäß)
[0026] Die Zubereitung 2 besteht aus einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung des Organopolysiloxans
A, wobei die Reste und Indices in der allgemeinen Formel 1 folgende Bedeutung haben:
n = 75,
m = 5,
R¹ = -CH₃,
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)
x-(C₃H₆O)
y-H,
x = 20,
y = 5,
R³ = -CH₃.
Beispiel 3
(erfindungsgemäß)
[0027] Die Zubereitung 3 besteht aus einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung eines Gemisches
der Organopolysiloxane A und B im Gewichtsverhältnis von 4 : 1, wobei in der allgemeinen
Formel I des Polymers A die Reste und Indices
n = 75,
m = 5,
R¹ = -CH₃,
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)
x-(C₃H₆O)
y-H ,
x = 20,
y = 5,
R³ = -CH₃ bedeuten
und in der allgemeinen Formel II des Polymers B die Reste und Indices
R³ = -CH₃,
o = 80,
p = 5,
R⁵ = -CH₃,
R⁶ = -(CH₂)₃-O-CH₂-

-CH₂-N
⊕ (CH₃)₃ . Cl
⊖ bedeuten.
Beispiel 4
(erfindungsgemäß)
[0028] Die Zubereitung 4 besteht aus einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung eines Gemisches
der Organopolysiloxane A und B im Gewichtsverhältnis von 6 : 1, wobei in der allgemeinen
Formel I des Polymers A die Reste und Indices
n = 75,
m = 5,
R¹ = -CH₃,
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)
x-(C₃H₆O)
y-H ,
x = 20,
y = 5,
R³ = -CH₃ bedeuten
und in der allgemeinen Formel II des Polymers B die Reste und Indices
R³ = -CH₃,
o = 30,
p = 0,
R⁵ = R⁶,

bedeuten.
Beispiel 5
(erfindungsgemäß)
[0029] Die Zubereitung 5 besteht aus einer 30 gew.-%igen wäßrigen Lösung eines Gemisches
der Organopolysiloxane A und B im Gewichtsverhältnis von 2 : 1, wobei in der allgemeinen
Formel I des Polymers A die Reste und Indices
n = 90,
m = 6,
R¹ = -CH₃,
R² = -(CH₂)₃-O-(C₂H₄O)
x-(C₃H₆O)
y-H ,
x = 30,
y = 0,
R³ = -CH₃ bedeuten
und in der allgemeinen Formel III des Polymers B die Reste und Indices
R⁷ = -(CH₂)₃-O-CH₂-

-CH₂-,
q = 25,
s > 1,
R¹² = -(CH₂)₆- ,
X
⊖ = H₃C-COO
⊖ bedeuten.
Beispiel 6
(nicht erfindungsgemäß)
[0030] Die Zubereitung 6 besteht aus einer wäßrigen Emulsion mit einem Gehalt von 15 Gew.-%
eines Dimethylpolysiloxans mit einer Viskosität von 10 000 mm²⁻¹ . s und 15 Gew.-%
eines organischen Weichmachers auf der Basis einer quaternären Imidazoliniumverbindung
mit zwei längeren aliphatischen Alkylresten mit jeweils 18 C-Atomen.
Anwendungstechnische Prüfung der Zubereitungen 1 bis 6
[0031] Ein Baumwoll/Polyester-Gewirke (35/65) aus Open-End-gesponnenen Garnen wird nach
dem Färben in einem Düsenfärbeapparat mit jeweils 2 Gew.-%, bezogen auf das Warengewicht,
der Zubereitungen 1 bis 6 bei einem Flottenverhältnis von 1 : 10, einem pH-Wert von
6 ± 0,5 und einer Temperatur von 45°C 20 Minuten lang behandelt.
[0032] Nach dem Trocknen unter praxisüblichen Bedingungen wird der Artikel konditioniert
und textiltechnisch geprüft. Die erzielten Resultate sind in der folgenden Tabelle
aufgeführt.

1. Mittel zum Ausrüsten von Textilfasern oder aus Textilfasern bestehenden Produkten,
dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 80 Gew.-% eines Gemisches modifizierter Organopolysiloxane
A und B im Gewichtsverhältnis A : B von 10 : 1 bis 1 : 1 enthält, wobei das 0rganopolysiloxan
A ein Polyethergruppen enthaltendes lineares Siloxan mit mindestens 40 Dialkylsiloxyeinheiten
ist, an welches mindestens 2 Polyethergruppen eines Molgewichtes von jeweils 600
bis 4000, die aus 40 bis 100 Mol-% Oxyethyleneinheiten, Rest auf 100 Mol-% Oxypropyleneinheiten
bestehen, gebunden sind, und das Verhältnis der Zahl der Dialkylsiloxyeinheiten :
Zahl der Polyethergruppen ≧ 8 ist, und das Organopolysiloxan B ein quaternäre Ammoniumgruppen
enthaltendes lineares Siloxan mit mindestens 20 Dialkylsiloxyeinheiten ist, an welches
über Kohlenstoff mindestens 2 quaternäre Ammoniumgruppen gebunden sind, und das Verhältnis
der Zahl der Dialkylsiloxyeinheiten : Zahl der quaternären Ammoniumgruppen ≧ 10 ist.
2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus
0,5 bis 80 Gew.-% des Organopolysiloxangemisches A, B und
20 bis 99,5 Gew.-% Wasser und/oder einem wassermischbaren organischen Lösungsmittel
besteht.
3. Mittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es weitere übliche Präparationsmittel
in jeweils wirksamer Menge enthält.
4. Mittel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Organopolysiloxan A ein Polymeres der allgemeinen durchschnittlichen Formel

enthält, wobei
R¹ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Methyl- oder R²-Rest bedeutet,
R² die Gruppe -(CH₂)₃O(C₂H₄O)
x(C₃H₆O)
yR⁴ ist,
R⁴ = Wasserstoff-, Alkylrest mit 1 bis 4 C-Atomen oder Acylrest,
x = 10 bis 50 und
y = 0 bis 40 ist,
mit der Maßgabe, daß das mittlere Molekulargewicht der Gruppen R² 600 bis 4000 beträgt,
R³ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Alkylrest mit 1 bis 20 C-Atomen
bedeutet, wobei aber mindestens 90 Mol-% der Reste R³ Methylreste sein müssen,
n einen Wert von 40 bis 200,
m einen Wert von 0 bis 20 hat, mit der Maßgabe, daß, wenn m = 0 ist, R¹ = R² ist,
und, wenn m > 0 ist, der Quotient n : m ≧ 8 ist.
5. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Organopolysiloxan B ein Polymeres der allgemeinen durchschnittlichen Formel

enthält, wobei
R³ wie oben definiert ist,
R⁵ im Molekül gleich oder verschieden ist und einen Methyl- oder R⁶-Rest bedeutet,

R⁷ = zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest, dessen Kohlenstoffkette durch ein Sauerstoffatom
unterbrochen sein kann,
R⁸, R⁹, R¹⁰ = im Molekül und der Gruppe gleich oder verschieden, Alkylreste mit jeweils
1 bis 18 C-Atomen, wobei einer der Reste R⁸, R⁹, R¹⁰ je Gruppe der Rest -(CH₂)₃NHCOR¹¹,
R¹¹ = Alkylrest mit 7 bis 17 C-Atomen, sein kann,
X
⊖ = ein beliebiges einwertiges Anion,
o einen Wert von 20 bis 200,
p einen Wert von 0 bis 20 hat, mit der Maßgabe, daß, wenn p = 0 ist, R⁵ - R⁶ ist,
und, wenn p > 0 ist, der Quotient o : p ≧ 10 ist.
6. Mittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Organopolysiloxan B ein Polymeres mit gegebenenfalls im wesentlichen sich
wiederholenden Einheiten der allgemeinen durchschnittlichen Formel

enthält, wobei
R⁷, X⊖ wie oben definiert sind,
R¹² ein zweiwertiger Kohlenwasserstoffrest mit mindestens 2 C-Atomen, der eine Hydroxylgruppe
aufweisen und dessen Kohlenstoffkette durch ein Sauerstoff- oder Stickstoffatom unterbrochen
sein kann, ist,
q einen Wert von 20 bis 200 hat und
s ≧ 1 ist.