Nichtionogene Tensidgemische und ihre Verwendung als Textilveredlungsmittel

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft neue nichtionogene Tensidgemische sowie ihre Verwendung als Textilveredlungsmittel, insbesondere als Netzmittel.

[0002] Die erfindungsgemässen nichtionogenen Tensidgemische sind dadurch gekennzeichnet, dass sie einen HLB-Wert von 13 bis 14 aufweisen und aus

1) einer nichtionogenen oberflächenaktiven Verbindung mit einem HLB-Wert von 0,1 bis 10 und

2) einer nichtionogenen oberflächenaktiven Verbindung mit einem HLB-Wert von 15 bis 20

bestehen, wobei die Komponenten 1) und 2) in einem Gewichtsverhältnis von 1:0,4 bis 1:7 vorhanden sind.

[0003] Sowohl Komponente 1) als auch Komponente 2) können einzeln oder bereits als Mischungen vorliegend eingesetzt werden.

[0004] Die erfindungsgemässen Tensidgemische werden durch geeignete Mischung der Komponenten 1) und 2) hergestellt, wodurch sie einen HLB-Wert von 13 bis 14 aufweisen und überraschenderweise ein ausgezeichnetes Netzver­mögen besitzen. Bekanntlich weisen als Netzmittel geeignete oberflächen­aktive Stoffe einen HLB-Wert von 5 bis 12 auf. Die Prüfung des Netzver­mögens der Tensidmischungen wird in Anlehnung an die Norm DIN 53901 durchgeführt, indem die Netzzeit für 1-2 g Produkt pro Liter Netzflotte bestimmt wird.

[0005] Der HLB-Wert ist ein Mass für die "Hydrophilic-Lipophilic-Balance" in einem Molekül. Bekanntlich ist ein Molekül einer oberflächenaktiven Verbindung teilweise hydrophil und teilweise lipophil. Das Gleichgewicht zwischen diesen beiden Teilen beeinflusst die oberflächenaktiven Eigen­schaften des Moleküls massgeblich. Eine Zahl kann nun angegeben werden, die ungefähr das Mass der Wasser- und Fettfreundlichkeit (den HLB-Wert) definiert; höhere Zahlen sind bei hauptsächlich hydrophilen Molekülen und niedrigere Zahlen bei hauptsächlich lipophilen Molekülen gegeben. Die HLB-Werte können experimentell bestimmt [W.C. Griffin, JSCC 5, 249 (1954)] oder berechnet werden (J.T. Davis, Tenside Detergents 11 (1974) Nr. 3, S. 133). Es ist davon auszugehen, dass alle hier benutzten HLB-Werte Näherungswerte von experimentellen oder berechneten Bestimmun­gen sind und mit Aenderungen in der Zusammensetzung einer bestimmten oberflächenaktiven Verbindung bzw. Mischung leicht variieren können.

[0006] Die erfindungsgemässen Tensidgemische bestehen vorzugsweise aus 13,4 bis 70 Gewichtprozent der Komponente 1) und 30 bis 86,6 Gewichtsprozent der Komponente 2).

[0007] Bei der Komponente 1) handelt es sich vorzugsweise um einen gegebenen­falls ethoxylierten, aliphatischen Monoalkohol mit 8 bis 22 Kohlenstoff­atomen, um ein ethoxyliertes, mit C₄-C₁₂-Alkyl oder Phenyl substituiertes Phenol oder um eine ethoxylierte Fettsäure von 8 bis 24 Kohlenstoff­atomen, wobei der Ethoxylierungsgrad jeweils höchstens 4 und der HLB-Wert zweckmässigerweise 0,5 bis 10,0 beträgt.

[0008] Der aliphatische Monoalkohohl kann gesattigt oder ungesättigt und verzweigt oder geradkettig sein. Es können natürliche Alkohole, wie z.B. Lauryl-, Myristyl-, Cetyl-, Stearyl-, Arachyl-, Behenyl- oder Oleylalko­hol oder synthetische Alkohole wie vorzugsweise 2-Ethylhexanol, Tri­methylhexanol, Trimethylnonylalkohol, Tridecylalkohol, Isotridecanol oder Hexadecylalkohol verwendet werden.

[0009] Als alkyl- oder phenylsubstituierte Phenole eignen sich beispielsweise o-Phenylphenol, Butylphenol, Tributylphenol, Octylphenol und besonders Nonylphenol. Diese Phenolverbindungen sind vorzugsweise mit 2 oder 3 Mol Ethylenoxid verethert.

[0010] Die Fettsäuren können gesättigt oder ungesättigt sein, wie z.B. Caprin-, Laurin, Kokosfett-, Myristin-, Palmkernfett-, Palmitin-, Talgfett-, Stearin-, Arachin-, Behen-, Oel-, Ricinolein-, Linol-, Linolen-, Eruca- oder Lignocerinsäure. Es können auch Gemische dieser Säuren, wie sie bei der Spaltung von natürlichen Oelen oder Fetten gewonnen werden, zur Ethoxylierung verwendet werden.

[0011] Weitere als Komponente 1) in Betracht kommende nichtionogene oberflä­chenaktive Verbindungen sind mit Fettsäuren von 8 bis 24 Kohlenstoff­atomen veresterte oder partiell veresterte zwei- bis sechswertige Alkanole. Die Alkanole enthalten vorzugsweise 2 bis 6 Kohlenstoffatome und sind beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin, Trimethylolpropan, Erythrit, Mannit, Pentaerythrit, Sorbit oder vor allem Sorbitan. Als Beispiele solcher Fettsäureester seien Ethyl­glykoldilaurat, Ethylenglykolmono- oder -dilaurat, Ethylenglykoldi­stearat, Diethylenglykoldioleat, Propylenglykolmonolaurat, Glycerinmono- oder -dilaurat, Glycerinmonooleat, Glycerindioleat, Sorbitanmonolaurat, Sorbitanmonostearat, Sorbitanmonooleat, Sorbitanmonopalmitat, Sorbitan­trioleat oder Sorbitansesquioleat genannt.

[0012] Bevorzugte Komponenten 1) sind Laurylalkohol, Cetylalkohol oder Anlage­rungsprodukte von 2 bis 4 Mol Ethylenoxid an Nonylphenol oder Isotri­decylalkohol.

[0013] Die Komponente 2) weist einen HLB-Wert auf, der vorzugsweise über 16 liegt und zweckmässigerweise um mindestens 7 Einheiten grösser ist als der HLB-Wert der Komponente 1).

[0014] Vorzugsweise weisen Komponenten 2) einen HLB-Wert von 16 bis 19 auf.

[0015] Als nichtionogene Komponenten 2) verwendet man vorzugsweise aliphatische C₈-C₂₂-Monoalkohole oder C₄-C₁₂-Alkylphenole sowie auch Fettsäureester, wie Sorbitanmonolaurat, die jeweils mit 10 bis 100 Mol, vorzugsweise 18 bis 85 Mol Ethylenoxid verethert sind. Gut geeignet sind das Anlage­ rungsprodukt von 35 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Nonylphenol, das Anlage­rungsprodukt von 80 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Oleylalkohol oder das Anlagerungsprodukt von 36 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Stearylalkohol.

[0016] Die erfindungsgemässen Tensidmischungen können unverdünnt oder mit Wasser verdünnt in Applikationsbäder zur Textilbehandlung verwendet werden. Insbesondere eignen sie sich als Netzmittel in Zubereitungen zur Ent­schlichtung von cellulosehaltigen Fasermaterialien, vorzugsweise von Baumwolle. Es kann sich dabei um eine enzymatische oder oxydative Entschlichtung handeln. Vorteilhafterweise wird das Entschlichtungs­verfahren mit einem Bleichprozess kombiniert, der vor, während oder nach dem Entschlichtungsvorgang durchgeführt werden kann. Vorzugsweise erfolgt die kombinierte Bleiche während oder nach der Entschlichtung des Textil­materials. Im letzteren Falle wird das Substrat nach dem Entschlich­tungsvorgang mit einer wässrigen Flotte, welches Wasserglas (Natrium­silikat), Alkalihydroxide und Peroxide enthält, imprägniert, z.B. durch Klotzen und dann einer Hitzebehandlung, z.B. Dämpfen, oder einem Kalt­lagerverfahren unterworfen. Anstelle der Peroxidbleiche kann auch eine Bleiche mit Alkalihypochloriten z.B. Natriumhypochlorit oder Natrium­chlorit erfolgen.

[0017] Gewünschtenfalls können die erfindungsgemässen Tensidgemische auch beim Färben von Baumwolle insbesondere mit Küpenfarbstoffen eingesetzt werden.

[0018] Die Einsatzmengen, in denen die Tensidmischungen den Behandlungsflotten bzw. Färbeflotten zugesetzt werden, bewegen sich von 0,5 bis 10 g vorzugsweise von 1 bis 5 g pro Liter Behandlungsflotte.

[0019] In den folgenden Beispielen sind die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente.

Herstellungsbeispiele

Beispiel 1:

[0020] 339 g eines Anlagerungsproduktes von 2 Mol Ethylenoxid an 1 Mol p-Nonylphenol mit einem HLB-Wert von 6,8 werden unter Rühren mit 661 g eines Anlagerungsproduktes von 35 Mol Ethylenoxid am 1 Mol p-Nonyl­phenol mit einem HLB-Wert von 17,7 bei Raumtemperatur gemischt. Man erhält 1000 g eines Tensidgemisches mit einem HLB-Wert von 14.

Beispiel 2:

[0021] 536 g eines Anlagerungsproduktes von 3 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Isotridecylalkohol (HLB-Wert: 9,0) werden unter Rühren mit 464 g eines Anlagerungsproduktes von 80 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Oleylalkohol (HLB-Wert: 18,7) bei 25°C gemischt. Man erhält 1000 g eines Tensidge­misches mit einem HLB-Wert von 13,5.

Beispiel 3:

[0022] 233 g Laurylalkohol (HLB-Wert: 1,8) werden unter Rühren mit 767 g eines Anlagerungsproduktes von 35 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Nonyl­phenol (HLB-Wert: 17,7) bei Raumtemperatur von 25°C gemischt. Man erhält 1000 g eines Tensidgemisches mit einem HLB-Wert von 14.

Beispiel 4:

[0023] Das Netzvermögen der gemäss Beispielen 1, 2 und 3 erhaltenen Tensidmischungen wird in Anlehnung an DIN 53901 ermittelt, indem man die Netzzeit für 1 g Produkt pro Liter Netzflotte bestimmt wird. Die Ergeb­nisse sind in der Tabelle veranschaulicht.

Mischung bzw. Komponenten 1) und 2)	HLB-Wert	Netzzeit
Beispiel 1	14	4,2 Sek.
Nonylphenol + 2 Mol EO	6,8	nicht messbar*
Nonylphenol + 35 Mol EO	17,7	> 5 Min.
Beispiel 2	13,5	8,2 Sek.
Isotridecanol + 3 Mol EO	9,0	17,0 Sek.
Oleylalkohol + 80 Mol EO	18,7	> 5 Min.
Beispiel 3	14	12,2 Sek.
Laurylalkohol	1,8	nicht messbar*
Nonylphenol + 35 Mol EO	17,7	> 5 Min.

*Produkt unlöslich in Wasser

EO = Ethylenoxid

Beispiel 5:

[0024] 395 g des Sorbitanmonolaurats (HLB-Wert 8,6) werden unter Rühren mit 605 g des Anlagerungsprodukt von 20 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Sorbitanmonolaurat (HLB-Wert 16,7) bei 25°C gemischt. Man erhält 1000 g eines Tensidgemisches in Form einer leicht viskosen Flüssigkeit mit einem HLB-Wert von 13,5.

[0025] Das Netzvermögen wurde in Anlehnung an DIN 53901 in einer Flotte ermittelt, die 2 g/l Tensidlösung enthält.

	HLB-Wert	Netzzeit
Mischung	13,5	140 Sek.
Sorbitanmonolaurat	8,6	220 Sek.
ethoxyliertes Sorbitanmonolaurat	16,7	240 Sek.

Beispiel 6:

[0026] Ein Gewebe aus stärkegeschlichteter Rohbaumwolle von 210 g/m² wird mit einer Flotte, die in Wasser von 10° dH pro Liter
4,5g der Tensidmischung gemäss Beispiel 1
5 g eines enzymatischen Entschlichtungsmittels z.B. Amylase, und 4 g Natriumchlorid
enthält und einen pH-Wert von 6-7 aufweist, imprägniert. Das Gewebe wird auf eine Flottenaufnahme von 100 % abgequetscht und 5 Minuten im Satt­dampf bei 98°C gedämpft. Anschliessend wird das Gewebe kochend ausge­waschen und getrocknet. Durch die Verwendung der genannten Tensidmischung wird das Gewebe schnell benetzt und gut entlüftet. Man erhält eine gleichmässige Entschlichtung.

Beispiel 7:

[0027] Ein Gewebe aus entschlichteter und mercerisierter Baumwolle von 210 g/m² wird mit einer Bleichflotte imprägniert, die im Liter
2 g der Tensidmischung gemäss Beispiel 2,
4 g des wässrigen Gemisches aus dem Oligomerengemisch von Phosphor­säureestern gemäss US-PS 4 254 063, Monoethanolamin und Magnesium­chlorid (Verhältnis 2:1:0,5)
12 ml Natriumsilikatlösung 38° Bé
15 ml Natriumhydroxidlösung 36° Bé und
15 ml Wasserstoffperoxid 35 %
enthält. Alsdann wird das Gewebe auf eine Flottenaufnahme von 100 % abgequetscht und 6 Minuten bei 98°C gedämpft. Anschliessend wird das Gewebe heiss und kalt gespült und getrocknet. Durch den Einsatz der genannten Tensidmischung wird das Gewebe schnell benetzt und gut ent­lüftet.

Beispiel 8:

[0028] In einem Zirkulationsapparat wird eine Kreuzspule mit 70 g Baumwolle bei 30°C in 500 ml Flotte, welche 2 g/l der Tensidmischung gemäss Beispiel 3 enthält, eingenetzt.

[0029] Hierauf werden zur Flotte folgende Zusätze gegeben:
10 ml einer wässrigen 30%igen NaOH-Lösung,
3 g einer 86%igen Natriumhydrosulfitlösung
0,5 g eines Küpenfarbstoffes (Mischung von Vat Blue 4 C.I. 69800 und Vat Blue 6 C.I. 69825 im Verhältnis 1:3), welcher mit Wasser und 5 ml einer 30%igen wässrigen NaOH-Lösung vordispergiert worden ist.

[0030] Nach der gleichmässigen Verteilung der Zusätze wird die Färbeflotte im Verlauf von 30 Minuten auf 60°C erwärmt. Die Baumwolle wird 30 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt. Anschliessend werden 6 g Natriumchlorid zugesetzt, worauf weitere 30 Minuten bei 60°C gefärbt wird. Nach warmem und kaltem Spülen wird die gefärbte Ware getrocknet. Man erhält eine egale und echte blaue Färbung.

Ansprüche

1. Nichtionogenes Tensidgemisch als Textilveredlungsmittel, welches einen HLB-Wert von 13 bis 14 aufweist und aus
1) einer nichtionogenen oberflächenaktiven Verbindung mit einem HLB-Wert von 0,1 bis 10 und
2) einer nichtionogenen oberflächenaktiven Verbindung mit einem HLB-Wert von 15 bis 20
besteht, wobei die Komponenten 1) und 2) in einem Gewichtsverhältnis von 1:0,4 bis 1:7 vorhanden sind.

2. Tensidgemisch gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus 13,4 bis 70 Gewichtsprozent der Komponente 1) und 30 bis 86,6 Gewichts­prozent der Komponente 2) besteht.

3. Tensidgemisch gemäss einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass Komponente 1) ein gegebenenfalls ethoxylierter, alipha­tischer Monoalkohol mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, ein ethoxyliertes, mit C₄-C₁₂-Alkyl oder Phenyl substituiertes Phenol oder eine ethoxylierte Fettsäure von 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, wobei der Ethoxylierungsgrad jeweils höchstens 4 beträgt, ist.

4. Tensidgemisch gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Kompo­nente 1) Laurylalkohol, Cetylalkohol oder ein Anlagerungsprodukt von 2 bis 4 Mol Ethylenoxid an Nonylphenol oder Isotridecylalkohol ist.

5. Tensidgemisch gemäss einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekenn­zeichnet, dass Komponente 1) ein zwei- bis sechswertiges Alkanol ist, das mit einer Fettsäure von 8 bis 24 Kohlenstoffatomen verestert oder partiell verestert ist.

6. Tensidgemisch gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­net, dass Komponente 2) das Anlagerungsprodukt von 10 bis 100 Mol Ethylenoxid an 1 Mol eines aliphatischen C₈-C₂₂-Monoalkohols oder eines C₄-C₁₂-Alkylphenols ist.

7. Tensidgemisch gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Kompo­nente 2) das Anlagerungsprodukt von 35 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Nonyl­phenol, das Anlagerungsprodukt von 36 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Stearyl­alkohol oder das Anlagerungsprodukt von 80 Mol Ethylenoxid an 1 Mol Oleylalkhol ist.

8. Tensidgemisch gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekenn­zeichnet dass Komponente 2) das Anlagerungsprodukt von 18 bis 85 Ethylen­oxid, vorzugsweise 20 Mol Ethylenoxid an Sorbitanmonolaurat ist.

9. Verwendung des Tensidgemisches gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Veredelung von Textilmaterialien, insbesondere als Netzmittel beim Entschlichten oder Färben von Cellulosematerialien.