DISPERSIONEN FÜR AUSRÜSTUNG VON FASERMATERIALIEN

Die vorliegende Erfindung beschreibt wäßrige Dispersionen zur gleichzeitigen weichmachenden und hydrophilisierenden Ausrüstung von Fasermaterialien, die mindestens eine quaternäre Verbindung mit mindestens einem langkettigen Alkylrest und ein Polymerisat bzw. Copolymerisat auf Basis von Alkylacrylaten mit Alkylresten mit mindestens 4 C- Atomen enthalten, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Die Verwendung von Copolymeren auf Basis von Alkylacrylaten zur Ausrüstung von Textilien ist längst bekannt (DE-AS 1 119 609 und DE-PS 1 209 989). Der Griff der damit be¬ handelten Fasermaterialien wird günstig beeinflußt. Auch ist es ^' durch Variation der Monomeren und deren Mengenver¬ hältnisse im Copolymerisat durchaus möglich, andere Effekte

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wie z.B. eine verringerte Naßanschmutzung, zu erhalten.

Der Stand der Technik hat aber bis heute noch keinen Weg aufgezeigt, auf dieser Basis gleichzeitig einen angenehmen weichen, flauschigen Griff und eine verbesserte Hydro- philität der ausgerüsteten Pasermaterialien, insbesondere von Baumwoll-Frottee-Waren, zu erzielen.

Aufgabe dieser Erfindung war es deshalb, Mittel aufzu¬ finden, die diesen Mangel des Standes der Technik beheben.

Erfindungsgemäß gelingt es nunmehr, wäßrige Dispersionen bereitzustellen, die gleichzeitig eine weichmachende und hydrophil!sierende Ausrüstung von Pasermaterialien be¬ wirken, wenn die im Patentanspruch 1 näher beschriebenen Bedingungen^ eingehalten werden. In den Unteransprüchen 2 bis 10 werden detaillierte Einzelheiten der wäßrigen Dispersionen unter Schutz gestellt.

Die Patentansprüche 11 bis 17 beschreiben Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen. Im Patent¬ anspruch 18 wird die .Verwendung der wäßrigen Dispersionen beansprucht.

Als Verbindungen (1) wird mindestens eine quaternäre Ver¬ bindung mit mindestens einem langkettigen Alkylrest einge¬ setzt. Diese Verbindungen sind allgemein bekannt und haben als langkettigen Alkylrest mindestens einen gesättigten und/oder ungesättigten Alkylrest mit mindestens 12, insbe- sondere 16 bis 22 C-Atomen.

Als Beispiele seien Octadecyloxymethyl-Pyridiniumchlorid und Stearylamido- ethyl-pyridiniumchlorid genannt. Be¬ sonders geeignet sind aber als Verbindungen (1) quaternäre

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Imidazoliniumderivate und quaternäre Ammoniumderivate. Für die besonders geeigneten Verbindungen seien als Bei¬ spiele nachfolgende aufgeführt:

l-Stearinsäureamidoethyl-2-stearyl-3-methyl-imidazoliniu m- methosulfat (Verbindung 1 a) ,

l-Methyl-2-Talgfettsäureamido-ethylimidazoliniummethosul fat (Verbindung 1 b) ,

l-Hydroxyethyl-2-heptadecenyl-imidazolinium-ethosulfat (Verbindung 1 c) ,

Dimethyl-distearyl-ammoπiumchlorid (Verbindung 1 d) und

Diölsäureisopropylester-dimethyl-ammoπium-ethosulfat (Ver¬ bindung 1 e) .

Die verwendeten Mengen an Verbindungen (1) bewegen sich von 20 bis 70 g, insbesondere 30 bis 60 g auf 1000 g wäß- rige Dispersion.

Als Verbindungen (2) kommen die bekannten Polymerisate bzw. Copolymerisate auf Basis von Alkylacrylaten mit Alkyl- resten mit mindestens 4 C-Atomen zur Anwendung. Die Alkyl- reste in diesen Verbindungen (2) weisen dabei vorzugsweise 4 bis 10, insbesondere 4 bis 8 C-Atome auf. Als Beispiele für derartige Basismonomere, die in Mengen von 60 bis 100 Gew.%, bezogen auf das gesamte Polymerisat, in dem¬ selben enthalten sind, seien folgende genannt:

2-Ethylhexylacryla , Decylacrylat und vor allem Butylacrylat.

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Homopolymere von Butylacrylat sind besonders gut als Ver¬ bindungen (2) geeignet, während Ethylacrylat als Basis- monomer nicht verwendbar ist. Neben den Alkylacrylathomo- polymeren sind als Verbindungen (2) auch auf den ent- sprechenden Monomeren basierende Copolymerisate verwendbar.

Als Comonomere seien ohne Anspruch auf Vollständigkeit folgende genannt (jeweils bezogen auf Summe der Monomeren):

2-Hydroxyethyl- bzw. 3-ffydroxypropyl-(meth)acrylat (2 bis 10 Gevr. % ) , Alkylmethacrylate mit mindestens 4 C-Atomen im Alkylrest (2 bis 20 Gew.*), Ethylacrylat (1 bis 40 Gew...), (Meth)acrylsäure (1 bis 5 Gew.-), A ide oder N- Methylolamide bzw. mit Alkoholen mit 1 bis 4 C-Atomen veretherte Methylolamide CC ,ß-ungesättigter Carbonsäuren oder Gemische solcher Monomeren (0,5 bis 5 Gew./5), Vinyl- acetat (2 bis 40 Gew . % ) und Acrylnitril (1 bis 10 Gew.56).

Diese Verbindungen (2) kommen in Form 30 bis 70«iger wä߬ riger Dispersionen in den Handel, wobei zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen 20 bis 80 g. insbesondere 20 bis 60 g Verbindungen (2), gerechnet als 100Jiges Polymerisat, zur Anwendung gelangen.

Von Fall zu Fall, vor allem wenn relativ geringe Mengen an Verbindungen (1) zum Einsatz gelangen oder wenn erhöhte Anforderungen an die Verträglichkeit mit optischen Auf¬ hellern gestellt werden, ist es notwendig, neben den Ver- bindungen (1) noch einen zusätzlichen Emulgator bei der Herstellung der wäßrigen Dispersionen einzusetzen. Als Emulgatoren werden dabei die bekannten nicht-ionogenen und/oder von (1) verschiedenen kationaktiven Emulgatoren (3) verwendet.

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Der Fachmann kennt die ethoxylierten Fettalkohole, Fett- amide, Fettsäuren, Alkylphenole und Fettamine bzw. deren Salze oder die verwendeten z.B. quaternären Ammoniumver¬ bindungen und wird keine Schwierigkeiten haben, diese Verbindungen entsprechend auszuwählen. Die Mengen an Emul¬ gator (3) können bis zu 100 Gew . % , bezogen auf Verbindung (2) , betragen.

Ein besonders angenehmer und weicher Griff der behandelten Fasermaterialien und vor allem eine merklich gesteigerte Hydrophilität wird dann erhalten, wenn die wäßrige Disper¬ sion zusätzlich mindestens ein hydrophilisierend wirkendes Silikon enthält, und zwar in Mengen von 5 bis 70 g, ins¬ besondere 15 bis 55 g auf 1000 g wäßrige Dispersion. Diese zusätzlich verwendeten Verbindungen (4) sind dem Fachmann ebenfalls bekannt. Im allgemeinen handelt es sich um Di- methylpolysiϊo-xane, die Epoxygruppen (a) und/oder Poly- ethoxy- bzw. Polypropoxy- bzw. Polyethoxy/Propoxy-Gruppen (b) eingebaut enthalten.

Besonders geeignet sind solche Silikone, die im gleichen Molekül die Gruppen (.a) und (b) aufweisen. Ein typischer Vertreter für die Verbindungen (4) ist UCARSIL® EPS (Union Carbide Corp.). Der Fachmann wird keine Schwierigkeiten haben, ähnliche verwendbare Verbindungen aufzufinden.

Entscheidend für die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen, wäßrigen Dispersionen ist, daß die Herstellung der Ver¬ bindungen (2) in Gegenwart der Verbindungen (1) und ge¬ gebenenfalls der Verbindungen (4) erfolgt. Gegenstand der Erfindung ist deshalb weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen. Grundsätzlich ist die Herstellung solcher Dispersionen bekannt. Im allgemeinen wird eine Monomerenemulsion be-

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reitet, ^' die neben den Alkylacrylaten mit Alkylresten mit mindestens 4 C-Atomen und gegebenenfalls weiteren Comono- eren und eventuell dem Emulgator (3) die quaternäre Ver¬ bindung mit mindestens einem langkettigen Alkylrest und bevorzugt auch die Verbindung (4) enthält.

Die eigentliche Polymerisation wird nun in bekannter Weise vorgenommen. Selbstverständlich können der Monomeremulsion und/oder der fertigen wäßrigen Dispersion noch weitere bekannte Textilhilfsmittel, insbesondere Weichmacher und/ oder griffgebende Substanzen in geringer Menge zugesetzt werden, um die Eigenschaften der wäßrigen Dispersion abzu¬ runden.

Die erhaltenen wäßrigen Dispersionen dienen zur weich¬ machenden und hydrophilisierenden Ausrüstung von Faser- materialien aller Art, insbesondere von Frottee-Waren, vor allem Bau woll-Frottee-Waren, aber auch von Bettwäsche.

Dazu werden die Textilien mit Flotten, die 15 bis 80 g/1, insbesondere 20 bis 60 g/1 der wäßrigen Dispersion, bezogen auf eine Dispersion mit einem Feststoffgehalt von ca. 20 Gew. % , enthalten, in bekannter Weise behandelt-, ^" wodurch eine Auflage von etwa 0,3 bis 3 % Festsubstanz auf dem Fasermaterial resultiert. Durch kurze Nachkondensation kann dabei die Hydrophilität noch gesteigert werden.

Es ist überraschend, daß es auf diese einfache Art und Weise gelingt, einen weichen, flauschigen Griff und gleich¬ zeitig eine gute bis hervorragende Hydrophilität der aus¬ gerüsteten Materialien zu erhalten, nachdem durch einfaches Mischen der Verbindungen (1) und (2) (siehe auch nachfol¬ gende Beispiele) ein solcher Kombinationseffekt nicht erreichbar ist.

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Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele näher beschrieben, wobei Teile = Gewichtsteile und % = Ge¬

- ^*• wichtsprozent sind.

Beispiel 1

5 A) Eine Voremulsion wird durch Vorlegen und Aufschmelzen bei 80 bis 90°C aus 37,5 Teilen l-Methyl-2-Talgfettsäure- amido-ethyl-imidazolinmethosulfat und 20 Teilen des Acetats eines ethoxylierten C-16-Fettamins (insgesamt 10 EO-Gruppen je Mol) als zusätzlicher Emulgator und nachfolgender ^' Zugabe 10 von 550 Teilen 90°C heißem Wasser, abkühlen auf 40°C und weiterer Zugabe von 2,5 Teilen Phosphorsäure (pH 5 bis 6), 60 Teilen Butylacrylat und 45 Teilen UCARSIL® EPS unter Rühren hergestellt.

Zur Polymerisation werden 100 Teile Wasser und 3 Teile 15 des obengenannten Emulgators vorgelegt, mit 0,2 Teilen Phosphorsäure auf einen pH-Wert von 4 eingestellt und 100 Teile der wie oben beschrieben bereiteten Voremulsion zugegeben. Das Gemisch wird nunmehr auf 6θ°C erwärmt und mit 3 Teilen Natriumpersulfatlösung (25.ig) und 2 Teilen 20 Rongalit C-Lösung (lO^ig) geimpft. Unter Zulauf des rest¬ lichen Monomerengemisches erfolgt bei 65 bis 70°C die Polymerisation während 1 Stunde, wobei gleichzeitig konti¬ nuierlich 3 Teile der Natriumpersulfatlösung und 8 Teile der® Rongalit C-Lösung (BASF) zugegeben werden. An- 25 schließend werden nochmals 2 Teile Natriumpersulfatlösung und 2 Teile Rongalit C-Lösung nachgesetzt und der Ansatz 1 Stunde bei 65 bis 70°C nachgerührt.

Abschließend wird durch Zugabe eines Gemisches aus 0,5 g tert.-Butylhydroperoxid und 0,5 g des obengenannten Emul- 30 gators (50$ig in Wasser) der Restmonomergehalt auf unter

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0 , 2 % gesenkt .

Bei 50°C wird danach mit 6 Teilen Triethanolamin auf einen pH-Wert von 6 bis 7 eingestellt und abschließend das Pro¬ dukt in bekannter Weise filtriert. Es wird eine gut kälte- beständige, stabile wäßrige Dispersion erhalten.

B) Zur Herstellung der wäßrigen Dispersion B wird in gleicher Weise wie oben gearbeitet, wobei jedoch in Ab¬ wesenheit von UCARSIL® EPS polymerisiert wird.

C) Wie Dispersion B) , wobei aber 45 Teile UCARSIL® EPS abschließend kalt eingerührt werden.

D) Zum Vergleich wird die unter A) beschriebene Arbeits¬ weise in gleicher Weise in Abwesenheit der Verbindung (1 b) und des UCARSIL® EPS durchgeführt. Dafür werden aber nach erfolgter Polymerisation 37,5 Teile der Verbin- düng (1 b) kalt eingerührt.

Mit 40 g/1 der wie oben beschrieben hergestellten wäßrigen

Dispersionen A) bis D) wird eine schwere Baumwoll-Frottee-

2 Ware (450 g/m ) durch Eintauchen in die Flotte, Abquetschen auf 110 % Flottenaufnahme und Trocknen während 15 Minuten bei 120°C ausgerüstet (Feststoffaufl ge ca. 1 % ) .

Das ausgerüstete Material weist folgende Effekte auf:

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Wäßrige* Dispersion Griff Hydrophilität

A ) ++(+) +++

) erfindungs- B ) +++ + ) gemäß

C ) + +++

D ) Vergleich +(-)

Legende

Griff

+++ sehr weicher, flauschiger Griff ++ weicher, flauschiger Griff + weicher Griff +- mäßig weicher Griff kein Weichgriffeffekt

Hydrophilität

+++ ausgezeichnet hydrophil

++ sehr gut hydrophil

+ gut hydrophil

+- . mäßig hydrophil - nicht hydrophil (hydrophob)

Die vorstehenden Ergebnisse machen deutlich, daß nur durch

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die erfindungsgemäßen wäßrigen Dispersionen gleichzeitig ein weicher, angenehmer Griff und eine gute bis sehr gute Hydrophilität erhalten werden.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wird in gleicher Weise wiederholt, wobei aber als quaternäre Verbindung mit mindestens einem lang¬ kettigen Alkylrest die Verbindung (1 d) zum Einsatz kommt. Der mit den entsprechend Beispiel 1 hergestellten wäßrigen Flotten ausgerüstete Baumwoll-Frottee zeigt nunmehr fol¬ gende Effekte:

Wäßrige Dispersion Griff Hydrophilität

++ ++ erfindungs-

B ++ ge äß

++

D ) Vergleich +(-)

Beispiel 3

Anstelle der in Beispiel 1 verwendeten Verbindung (1 b) wird in diesem Beispiel unter Verwendung der Verbindung

(l e) entsprechend B) eine wäßrige Dispersion hergestellt,

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wobei zusätzlich gleich zu Beginn 0 Teile Glycerinmono- isostearat mit aufgeschmolzen werden und dafür die Hei߬ wassermenge auf 740 Teile erhöht wird. Die mit dieser Dispersion B) ausgerüstete Baumwo11-Frottee-Ware weist ebenfalls einen weichen, flauschigen Griff und eine gute bis sehr gute Hydrophilität auf.

Beispiel 4

In gleicher Weise wie im Beispiel 1 beschrieben wird unter Verwendung von 40 g eines Emulgator-Gemisches aus

250 Teilen Rezinolsäurepolyglykolester (durchschnittlich

12 Ethylenoxideinheiten) ,

200 Teilen Stearylaminethoxylat (durchschnittlich 8 Ethylenoxideinheiten) und

6 Teilen ^* Eisessig unter Verwendung einer Mischung aus

40 Teilen Butylacrylat,

10 Teilen 2-Ethylhexylacrylat und

10 Teilen Vinylacetat

eine Monomeremulsion bereitet und dann wie im Beispiel 1 unter A) beschrieben, die wäßrige Dispersion hergestellt, die mit optischen Aufhellern verträglich ist.

Unter Verwendung von 35 g/1 dieser wäßrigen Dispersion wird eine leichte Baumwoll-Frottee-Handtuchware (240 g/m ) durch Eintauchen in die Flotte, Abquetschen auf 100 % Flottenaufnahme und Trocknen während 10 Minuten bei 120°C ausgerüstet. Die so behandelte Ware zeigt einen sehr

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weichen, flauschigen Griff und ist auch durch eine be¬ sonders gute Hydrophilität charakterisiert.

Beispiel 5

In gleicher Weise wie im Beispiel 4 wird unter Verwendung des nachfolgend genannten Monomergemisches eine Monomer- emulsion hergestellt und dann wie beschrieben, die wäßrige Dispersion bereitet:

40 Teile Butylacryla ,

5 Teile n-Decylacrylat, 8 Teile Acrylnitril und

2 Teile N-Methylolacrylamid.

Wird die in Beispiel 4 beschriebene Frottee-Ware in gleicher Weise unter Verwendung von 50 g/1 dieser Disper¬ sion ausgerüstet, so werden ähnlich gute Effekte erhalten.

Beispiel 6

Das Beispiel 3 wird wiederholt, wobei aber in Abwesenheit des dort verwendeten Acetats eines ethoxylierten C-16-Fett* a ins (durchschnittlich 10 Ethylenoxidgruppen) gearbeitet wird.

Die dabei hergestellte wäßrige Dispersion ist etwas schlechter filtrierbar, kann aber ebenfalls sehr gut zur Ausrüstung der verschiedensten Frottee-Waren herangezogen werden.