WO2007137971A2 - Mit wasser verdünnbare konzentrate zur beschichtung verschiedener substrate - Google Patents

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    • Y10T442/2221—Coating or impregnation is specified as water proof
    • Y10T442/223—Organosilicon containing

Definitions

  • the present invention relates to concentrated, inorganic / organic sols which are easily dilutable with water to coating materials for textile materials. Furthermore, the use of the aqueous preparations is described in particular for the wash-permanent coating of a textile material.
  • the coating or finishing of a textile material is subject to a constant load, such as movement, friction or household washing, which exposes every ready-to-use textile up to a hundred times.
  • Household linen represents an extremely heavy burden on the textile and the applied coating.
  • a wash-resistant coating or finish must not be damaged by swelling of the fiber, by mechanical stress or by surfactants or alkalis. Particularly important is the alkali resistance, the one must have wash-permanent equipment, because in order to obtain the best possible removal of dirt during household washing, a high pH of the wash liquor is necessary. Dirt and textile fiber are negatively charged and thus the electrostatic repulsive forces amplified. To increase the alkalinity, soda is added to the detergent.
  • Sol-gel systems based on inorganic / organic composites are generally known as highly reactive, cross-linking coating compositions for glasses and polymeric plastics. Sole used for this are usually very dilute, solvent-based systems with a maximum solids content of 5 to 10%. By prolonged storage, addition of water, thermal stress or concentration, the sols lose stability and go into the no longer processable gel state. For industrial scale in textile technology such systems have so far no input. This is due to the fact that in the textile industry almost all processes and machines for the application of aqueous baths and application fleets are coordinated and thus heavily alcohol or solvent-containing systems are not used.
  • US 2004/0117915 A1 describes a multifunctional nanoscale surface treatment for textiles.
  • a metal oxide matrix is applied to improve the surface properties.
  • the textile and the nanosol preparation must be anhydrous during application.
  • the coating composition is prepared from three components, a) a layer-forming organosol, b) an aluminum or zirconium halide and a crosslinking compound having at least two hydroxyl groups which are stable in storage but are mixed just before the coating and only one mixture has very limited stability.
  • aqueous, colloidal suspensions are coated with reactive monomeric or oligomeric components.
  • aqueous sols such as boehmite, TiO 2 -, ZrO 2 -, or SiO 2 sols are reacted in such a way that after concentration and optionally dispersion of the liquid residue in water clear solutions are obtained which are stable over a longer period of time, the removal of the solvent for the stabilization of the system is required.
  • the reactive components described are various silanes with which the sols are reacted. The resulting silicon oxygen bonds are not sufficiently washfast due to the lower alkali stability.
  • the systems produced in this way are applied to glasses, plastics and metals for optical purposes.
  • Al low-solvent sol-gel systems which by a) the hydrolysis or condensation of a silane, an alkoxide or more alkoxides of various main or subgroup elements and b) the addition of water to the phase separation and c) the separation of the Condensate phase are available.
  • the water-insoluble condensate phase can be taken up in water again only with the aid of a dispersant, the resulting dispersion is used as a binder for various substrates.
  • EP 1 252 214 B1 relates to an organometallic composition
  • an organometallic composition comprising a complex of at least one orthoester of a metal of the formula M (ROAcAc) x (OR ') y , in which
  • (a) M is selected from the group consisting of titanium, zirconium and hafnium;
  • ROAcAc is an ester of an alcohol ROH, where R is an (optionally substituted) C 1-3 O cyclic, branched or straight-chain alkyl, alkenyl, aryl or alkylaryl Group or a mixture thereof, referred to as acetoacetic acid;
  • ROH is the radical of an alcohol ROH, wherein R' comprises an (optionally substituted) C7-30 cyclic, branched or straight chain alkyl, alkenyl, aryl or alkylaryl group or a mixture thereof, and
  • WO 03/093383 A1 describes substrates which are provided with a biofilm-inhibiting coating of an inorganic condensate modified with organic groups, where at least some of the organic groups of the condensate have fluorine atoms and copper or silver colloids are contained in the coating.
  • the object of the present invention is to provide stable, concentrated, inorganic / organic sols which can be easily diluted with water to give coating compositions, in particular for textile materials, without dispersion aid, in particular the concentrate by the removal of the low-boiling alcohols has a flash point of at least 65 0 C, in particular at least 100 0 C has. It is a further object of the present invention in particular to provide textile materials with applied coatings which have significantly improved washing permanence, wherein the finished textiles undergo less damage due to washing.
  • the above object is achieved in a first embodiment by a process for the preparation of sol-based water-dilutable concentrates by mixing the following components:
  • R is the same or different via a carbon atom bonded to the silicon atom, optionally substituted hydrocarbon groups having 1 to 22 carbon atoms, optionally substituted by oxygen, sulfur, nitrogen or the group NR ", with R" is hydrogen or C 1 to C 14 alkyl are interrupted,
  • radicals R are identical or different from one another, in each case an optionally substituted
  • Hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms which are optionally interrupted by oxygen, sulfur, nitrogen or the group NR "as defined above, and
  • x is 2 or 3, (B) 4 to 55 wt .-% of one or more alkoxides of the general formula II
  • Me stands for Ti, Zr, Hf, Al, n stands for the valency of the metal cation and R 'has the abovementioned meaning,
  • the above-mentioned organosol can be obtained by per se known hydrolysis and condensation of the alkoxysilane, especially without the presence of dispersants.
  • At least one R has a group capable of undergoing polyaddition (including polymerization) or polycondensation reaction.
  • This grouping capable of polyaddition or polycondensation reaction is preferably an epoxy group or (preferably activated) carbon-carbon multiple bonds (especially double bonds), with a (meth) acrylate group being a particularly preferred example of the latter groupings.
  • organically modified alkoxysilanes of general formula (I) are for use in the present invention are those in which x is 3 and a group (the only residue), R represents ⁇ -glycidyloxy-C 2 -6-alkyl or ⁇ - (meth) acryloxy-C 2 - 6 - alkyl.
  • alkoxysilanes are 3-glycidoxypropyltri (m) ethoxysilane, 3,4-epoxybutyltrimethoxysilane and 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane and 3- (meth) acryloxypropyltri (m) ethoxysilane and 2- (meth) acryloxyethyltri (m) ethoxysilane.
  • alkoxysilanes which can preferably be used in combination with alkoxysilanes having the above groupings capable of polyaddition or polycondensation reaction are, for example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetra-n-butoxysilane, hexadecyltrimethoxysilane, cyclohexyltrimethoxysilane, cyclopentyltrimethoxysilane, Ethyltrimethoxysilane, phenylethyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, cyclohexylmethyldimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, diisopropyldimethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylethyltri
  • alkoxide of the general formula (II) then continues to be combined with the hydrolyzate, a first reaction already occurs.
  • the alkoxides (component B) of the general formula (II) used according to the invention are very reactive, so that in the absence of the complexing agent (C) the components (A) and (B) would hydrolyze very rapidly on contact with water.
  • Such compounds are aluminum sec-butoxide, titanium isopropoxide, titanium propoxide, titanium butoxide, zirconium isopropoxide, zirconium propoxide, zirconium butoxide, zirconium ethoxide.
  • alkoxides for example of Al, Ti, Zr etc.
  • suitable complexing agents being, for example, saturated and unsaturated carboxylic acids and .beta.-dicarbonyl compounds, for example acetic acid , Lactic acid, methacrylic acid, acetylacetone and ethyl acetoacetate.
  • ethanolamines and alkyl phosphates such as tri-, diethanolamine and butyl phosphate.
  • complexed alkoxides are titanium acetylacetonates, titanium bisethylacetoacetates, triethanolamine titanates, triethanolamine zirconates or zirconium diethyl citrates.
  • the complexing agent (C), in particular a chelate compound causes some complexation of the metal cation, so that the rate of hydrolysis of the components (A) and (B) is reduced.
  • diethylene glycol or triethylene glycol can be used.
  • the object of the high-boiling solvents is in particular that in exchange for the liberated during the hydrolysis of low molecular weight alcohol, an improved stability of the concentrates of the invention can be achieved.
  • the concentrate is characterized in that the components (A) and (B) together in a concentration of at least 20 wt .-%, based on 100 wt .-% of the components (A), (B ), (C) and (D), and the weight ratio of the component (A) to the component (B) is in the range of 1: 1 to 1: 100. If the total amount of components (A) and (B) in the concentrates according to the invention is too low, it is only with great difficulty that uniformly covering coatings can be produced on a wide variety of substrates.
  • component (B) also serve as crosslinking agent for the alkoxysilanes of components (A), These should be present in at least equimolar amounts based on the component (A) in the concentrates according to the invention. Accordingly, for the purposes of the present invention, it is particularly preferred if the weight ratio of component (A) to component (B) is in the range from 1: 1 to 1: 100.
  • Particularly preferred in the sense of the abovementioned object is a concentrate when components (A) and (B) together in a concentration of at least 30% by weight, based on 100% by weight of components (A), (B), (C) and (D) are present and the weight ratio of component (A) to component (B) in the range 1 to 1 to 1 to 25.
  • the concentrate is characterized in that component (A) is an organosol obtained by hydrolysis of alkoxysilanes of general formula I, in particular trialkoxysilanes and / or dialkoxysilanes, optionally dissolved in organic solvents, where R is the same or different, optionally branched hydrocarbon groups bound via a carbon atom to the silicon atom, which are interrupted by oxygen, sulfur, nitrogen or the group NR ", with R” is hydrogen or C 1 to C 6 - alkyl and one or a plurality of substituents from the group of halogens and optionally amino, amido, carboxy, mercapto, isocyanato, acryloyloxy, methacryloxy or epoxy groups can be obtained with a dilute inorganic or organic acid
  • component (B) to be used according to the invention can be used in pure form or else in the form of an alkoxide dissolved in a solvent. It is particularly preferred in this sense if component (B) contains up
  • component (C) comprises carbonyl compounds, alkyl phosphates, poly-, ethylene-, propylene-, butylene glycols, poly-, tri-, diamines and / or ethanolamines.
  • carbonyl compound selected from 1,3-dicarbonyl compounds.
  • the removal of the low-boiling components from the reaction system is preferably carried out at elevated temperature or under reduced pressure, preferably at elevated temperature and reduced pressure, the temperature between 50 ° C and 200 ° C, preferably between 80 ° C and 170 ° C and more preferably between 130 ° C and 150 ° C.
  • a pressure between 20 and 900 mbar, preferably between 50 and 250 mbar is applied.
  • the limit value for the flash point of the concentrate is a temperature which is neither dangerous goods (European Convention on the International Carriage of Dangerous Goods by Road, ADR) nor dangerous substances (right of access, Directive 67/548 EEC) marked "RIO" (flammable) Products with a flash point> 65 ° C do not have to be labeled according to the right of access nor according to the transport law, so the use in non-explosion-proof systems should be regarded as unproblematic.
  • a transparent, storage-stable coating composition from the above-mentioned, in particular transparent, homo-phase concentrates, they are diluted with water in a weight ratio of 100: 1 to 1: 500.
  • Another embodiment of the present invention is the use of the coating composition according to the invention for the treatment of organic and inorganic fibers and textiles from aqueous baths and application liquors by spraying, pouring, flooding, dipping, spinning, padding, rolling or printing.
  • the concentrate or the coating composition according to the invention generally does not serve as an active substance on the inorganic fibers and textiles, but requires the combination with further textile treatment agents.
  • the concentrates according to the invention and / or the coating compositions are used in combination with finishing agents and / or with suspensions or dispersions of organic and / or inorganic particles and / or Soles for the production of functionalities, particularly preferably used in combination with hydrophilic, hydrophobic, UV protection, flame retardant and / or antimicrobial finishing agents.
  • organic and inorganic fibers and textiles in combination with suspensions or dispersions of organic and / or inorganic particles and / or sols.
  • the condensation of the components (A) and (B) it is necessary to expose the substrates provided with the coating composition according to the invention to an elevated temperature.
  • the increased temperature serves to complete the hydrolysis and condensation reaction and moreover to more or less complete removal of the solvent. Accordingly, for the purposes of the present invention, it is particularly preferred to dry the treated textile materials at a temperature in the range of 60 ° C to 250 ° C for 10 seconds to 10 hours.
  • a further embodiment of the present invention naturally comprises the coating agent to be dried after application to the surface of the material, as defined above.
  • component A For a batch of 300 g of sol, component A) was introduced into a beaker at room temperature and component B) was added with stirring. The mixture was then stirred for 30 minutes. Subsequently, component C) was added slowly. There was a slight heat of reaction. After stirring for a further 30 minutes, component D) was added. The clear, yellow solution was stirred for a further 30 minutes. Subsequently, the mixture was distilled using a rotary evaporator at 150 0 C and 200 mbar until a flash point> 65 ° C. The viscous, clear orange-red solution was slowly cooled to room temperature. The proportionate percentages by weight of the respective components, the distillate and flash point of the resulting sol are shown in Table 1.
  • component A For a batch of 300 g of sol, component A) was initially charged at room temperature in a three-necked flask with reflux condenser and component B) was added with stirring. The mixture was then stirred for 30 minutes. Subsequently, component C) was added slowly. There was a slight heat of reaction. After stirring for a further 30 minutes, component D) was added. The clear, yellow mixture was then stirred at 80 ° C under reflux for 5 hours. The mixture was then distilled using a rotary evaporator at 150 0 C and 200 mbar until reaching a flash point> 65 ° C. The viscous, clear orange-red solution was slowly cooled to room temperature. The Proportional weight percent of the respective components, the distillate and flash point of the resulting sol are shown in Table 1.
  • the component D) was introduced into a three-necked flask with reflux condenser at room temperature and the component C) was added with stirring. The mixture was then stirred for 30 minutes. Subsequently, component B) and component A) were added slowly. There was a slight heat of reaction. The clear, yellow mixture was then stirred at 80 ° C under reflux for 5 hours. The mixture was then distilled using a rotary evaporator at 150 0 C and 200 mbar until reaching a flash point> 65 ° C. The viscous, clear orange-red solution was slowly cooled to room temperature. The proportionate percentages by weight of the respective components, the distillate and flash point of the resulting sol are shown in Table 1.
  • the flash point was determined based on the NORM DIN EN 22719.
  • a 20 x 30 cm sample of a cotton-polyester blend fabric (35% / 65%) with a fabric weight of 210 g / m 2 was equipped with a coating liquor according to Table II via a padder on Squeezed 60% liquor pick-up and dried for 2 min at 120 ° C and then condensed at 150 ° C for one minute.
  • the equipped samples were washed in accordance with the standard EN ISO 6330.
  • an Electrolux FOM 71 CLS washing machine type A front loader with horizontal rotating drum and a perboratbuilds detergent (ECE-2) was used.
  • ECE-2 perboratbuilds detergent
  • the wash permanence of the coating composition and its permanent fixing properties were tested by determining the concentrations of various metals on the finished samples (P1 - P20) compared to an unsupported sample (P21) and a sample (PO) treated with only the silver containing finish.
  • Table 4 shows the evaluation of the grip assessment, for this an experienced team was put together, who evaluated the anonymized grip pattern with the help of a hand test. The samples were evaluated before and after the household wash, with the following evaluation:

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Abstract

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind konzentrierte, anorganische/organische Sole, die leicht mit Wasser zu Beschichtungsmitteln für textile Materialien verdünnbar sind. Weiterhin wird die Verwendung der wässrigen Zubereitungen zur waschpermanenten Beschichtung eines textilen Materials beschrieben.

Description

Mit Wasser verdünnbare Konzentrate zur Beschichtung verschiedener
Substrate
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind konzentrierte, anorganische/organische Sole, die leicht mit Wasser zu Beschichtungsmitteln für textile Materialien verdünnbar sind. Weiterhin wird die Verwendung der wässrigen Zubereitungen insbesondere zur waschpermanenten Beschichtung eines textilen Materials beschrieben.
Unter anderem in der Textiltechnik ist man bestrebt, durch die Nachbehandlung von textilen Materialien durch Beschichtung oder Ausrüstung die physikalischen mechanischen Eigenschaften nachhaltig zu verbessern; zusätzlich sollen dem Material neue Eigenschaften wie beispielsweise verbesserter Weichgriff, Hydrophilie, Hydrophobie, antimikrobielle Wirksamkeit, Flamm- oder UV-Schutz verliehen werden. Diese Eigenschaften werden durch die Applikation unterschiedlichster Ausrüstungsmittel erzielt.
Die Beschichtung oder Ausrüstung eines textilen Materials, speziell für den Bekleidungsbereich, unterliegt einer ständigen Belastung wie beispielsweise Bewegung, Reibung oder der Haushaltswäsche, der jede gebrauchstüchtige Textilie bis zu hundert Mal ausgesetzt ist. Die Haushaltswäsche stellt für das Textil und die applizierte Beschichtung eine extrem große Belastung dar. Eine waschpermanente Beschichtung oder Ausrüstung darf weder durch Quellung der Faser, durch mechanische Belastung noch durch Tenside oder Alkali geschädigt werden. Besonders wichtig ist die Alkaliresistenz, die eine waschpermanente Ausrüstung aufweisen muss, denn um eine möglichst gute Schmutzentfernung während einer Haushaltswäsche zu erhalten, ist ein hoher pH-Wert der Waschflotte notwendig. Schmutz und Textilfaser werden negativ aufgeladen und damit die elektrostatischen Abstoßungskräfte verstärkt. Um die Alkalität zu erhöhen, wird dem Waschmittel Soda zugesetzt. Daher erzielen handelsübliche Vollwaschmittel in der Waschlauge einen pH-Wert von 10 bis 11. Wie allgemein bekannt ist, werden viele Beschichtungen unter diesen Bedingungen chemisch angegriffen und sukzessiv abgewaschen. Spezielle chemische Bindungen wie beispielsweise in Estergruppen oder Silizium-Sauerstoffbindungen, wie sie in Silikonverbindungen vorliegen, können im alkalischen Milieu gespalten werden. Eine permanente Beschichtung sollte gleichmäßig und sehr engmaschig vernetzt sein, damit der Waschflotte keine Angriffspunkte geboten werden. Um dies zu gewährleisten, muss das Beschichtungsmittel über ein hohes Maß an Vernetzungspunkten verfügen. Aus diesem Grund benötigt man für die Herstellung solcher Zubereitungen Edukte, die eine hohe Anzahl an reaktiven Gruppen aufweisen, die eine Vernetzung untereinander oder eine Reaktion mit dem Substrat eingehen können.
Als hochreaktive, quervernetzende Beschichtungsmittel für Gläser und polymere Kunststoffe sind Sol-Gel-Systeme auf der Basis anorganischer/organischer Komposite allgemein bekannt. Hierfür eingesetzte Sole sind meist sehr verdünnte, Lösemittel basierende Systeme mit einem maximalen Festkörperanteil von 5 bis 10 %. Durch längere Lagerung, Zugabe von Wasser, thermische Belastung oder Aufkonzentrierung verlieren die Sole stark an Stabilität und gehen in den nicht mehr verarbeitbaren Gelzustand über. Für den industriellen Maßstab in der Textiltechnik konnten derartige Systeme bisher keinen Eingang finden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass in der Textilindustrie fast alle Prozesse und Maschinen für die Applikation aus wässrigen Bädern und Anwendungsflotten abgestimmt sind und somit stark alkohol- bzw. lösemittelhaltige Systeme nicht zum Einsatz kommen.
Dies ist darauf zurückzuführen, dass in fast allen Textilveredlungsbetrieben die Trocknung und Fixierung in nicht explosionsgesicherten Anlagen durchgeführt werden, die zum Teil noch durch eine offene Flamme beheizt werden. Aus diesem Grund ist es zwingend notwendig Produkte einzusetzen, die einen unproblematischen Flammpunkt aufweisen.
In der Regel werden in der Textilveredlungsindustrie Konzentrate mit Wasser zu ihrer Anwendungskonzentration verdünnt. Somit ist eine maximale Wasserverdünnbarkeit der eingesetzten Konzentrate von größter Wichtigkeit. Aus diesem Grund ist die geringe Wasserverträglichkeit bzw. die geringe Wasserstabilität literaturbekannter Sole ein weiterer Aspekt warum bislang Sole in der Textilveredlungsindustrie keine Anwendung gefunden haben.
Durch die Verdünnung Alkohol basierender Sole mit Wasser zu den textilen Anwendungskonzentrationen, weisen die Zubereitungen eine starke Neigung zur Hydrolyse und Kondensation auf. Die Flotten trüben nach kurzer Zeit ein und gegebenenfalls fällt ein Metalloxid als Feststoff aus. Derartige instabile Systeme sind für den Einsatz als Ausrüstungsmittel für einen gleichmäßigen Auftrag auf das Textil nicht geeignet. Versucht man zur Erhöhung des Flammpunktes den durch die Hydrolyse frei gewordenen Alkohol z.B. destillativ zu entfernen werden die Sole destabilisiert und es bildet sich ein wasserunlösliches Gel, das eine weitere Verarbeitung deutlich erschwert bzw. unmöglich macht. Konzentrierte Sole zur Zubereitung von Beschichtungssystemen für die textile Applikation müssen leicht mit Wasser verdünnbar sein, dürfen keinen niedrigen Flammpunkt aufweisen und müssen über den gesamten Ausrüstungsprozess in wässrigen Bädern und Anwendungsflotten stabil sein.
In US 2004/0117915 Al wird eine multifunktionelle nanoskalige Oberflächenbehandlung für Textilien beschrieben. Hierbei wird eine Metalloxidmatrix zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften appliziert. Es wird darauf hingewiesen, dass das Textil sowie die Nanosol-Zubereitung während der Applikation wasserfrei sein müssen.
In DE 19756906 Al werden Beschichtungsmittel für textile und polymere Materialien beansprucht. Das Beschichtungsmittel wird aus drei Komponenten, a) ein Schicht bildendes Organosol, b) ein Aluminium- oder Zirkoniumhalogenid sowie einer vernetzenden Verbindung mit mindestens zwei Hydroxylgruppen hergestellt, die für sich lagerstabil sind, aber erst unmittelbar vor der Beschichtung gemischt werden und als Mischung nur eine sehr begrenzte Stabilität aufweist.
In DE 19816136 Al werden nanostrukturierte Formkörper und Schichten und deren Herstellung über stabile Wasser lösliche Vorstufen beschrieben. Hierbei werden wässrige, kolloidale Suspensionen mit reaktiven monomeren oder oligomeren Komponenten beschichtet. So können wässrige Sole wie beispielsweise Böhmit-, TiO2-, ZrO2-, oder SiO2-SoIe derart umgesetzt werden, dass nach der Aufkonzentrierung und gegebenenfalls Dispergierung des flüssigen Rückstandes in Wasser klare Lösungen erhalten werden, die über einen längeren Zeitraum stabil sind, wobei das Abziehen des Lösemittels für die Stabilisierung des Systems erforderlich ist. Bei den beschriebenen reaktiven Komponenten handelt es sich um verschiedene Silane, mit denen die Sole umgesetzt werden. Die dabei entstehenden Silizium- Sauerstoffbindungen sind aufgrund der geringeren Alkalistabilität nicht ausreichend waschecht. Die derart hergestellten Systeme werden für optische Zwecke auf Gläser, Kunststoffe sowie Metalle aufgebracht.
In DE 10063519 Al werden lösungsmittelarme Sol-Gel-Systeme beschrieben, die durch a) die Hydrolyse oder Kondensation eines Silans, eines Alkoxids oder mehrerer Alkoxide verschiedener Haupt- oder Nebengruppenelementen und b) der Zugabe von Wasser bis zur Phasentrennung sowie c) der Abtrennung der Kondensatphase erhältlich sind. Die in Wasser unlösliche Kondensatphase kann nur mit Hilfe eines Dispergiermittels wieder in Wasser aufgenommen werden, die daraus resultierende Dispersion wird als Bindemittel für verschiedene Substrate eingesetzt.
EP 1 252 214 Bl betrifft eine organometallische Zusammensetzung, die einen Komplex von wenigstens einem Orthoester eines Metalls mit der Formel M(ROAcAc)x(OR')y umfasst, worin
(a) M aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Titan, Zirconium und Hafnium;
(b) ROAcAc einen Ester eines Alkohols ROH, wobei R eine (gegebenenfalls substituierte) C1-3O cyclische, verzweigtkettige oder geradkettige Alkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Alkyl-Aryl- Gruppe oder eine Mischung davon umfasst, mit Acetessigsäure bezeichnet;
(c) OR' der Rest eines Alkohols ROH ist, wobei R' eine (gegebenenfalls substituierte) C7-30 cyclische, verzweigtkettige oder geradkettige Alkyl-, Alkenyl-, Aryl- oder Alkyl-Aryl- Gruppe oder eine Mischung davon umfasst, und
(d) x und y jeweils im Bereich 1 bis 3 liegen und x + y = 4; wobei dann, wenn M Zirconium ist, R' nicht aus einer C.7-8-Alkyl- oder Alkoxyalkyl-Gruppe besteht.
WO 03/093383 Al beschreibt Substrate, die mit einer Biofilm- hemmenden Beschichtung aus einem mit organischen Gruppen modifizierten anorganischen Kondensat versehen sind, wobei zumindest ein Teil der organischen Gruppen des Kondensats Fluoratome aufweist und Kupfer- oder Silberkolloide in der Beschichtung enthalten sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, stabile, konzentrierte, anorganische/organische Sole zur Verfügung zu stellen, die ohne Dispergierhilfsmittel leicht mit Wasser zu Beschichtungsmitteln insbesondere für textile Materialien verdünnbar sind, insbesondere das Konzentrat durch die Entfernung der niedrig siedenden Alkohole einen Flammpunkt von wenigstens 65 0C, insbesondere wenigstens 100 0C aufweist. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung insbesondere textile Materialien mit applizierten Beschichtungen zur Verfügung zu stellen, die deutlich verbesserte Waschpermanenzen aufweisen, wobei die ausgerüsteten Textilien eine geringere Schädigung durch das Waschen erfahren. Die vorgenannte Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von SoI basierenden wasserverdünn baren Konzentraten durch Abmischung folgender Komponenten :
(A) 0,5 bis 25 Gew.-% eines Organosols, erhältlich durch Hydrolyse und Kondensation eines oder mehrerer Trialkoxysilane und/oder Dialkoxysilane der allgemeinen Formel I
Figure imgf000008_0001
wobei
R für gleiche oder verschiedene über ein C-Atom an das Siliziumatom gebundene, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 22 C-Atomen steht, die gegebenenfalls durch Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff oder die Gruppe NR", mit R" gleich Wasserstoff oder C1 bis C14-Alkyl unterbrochen sind,
die Reste R" gleich oder verschieden voneinander, jeweils eine gegebenenfalls substituierte
Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen, die gegebenenfalls durch Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff oder die Gruppe NR" mit der oben genannten Bedeutung unterbrochen sind und
x 2 oder 3 ist, (B) 4 bis 55 Gew.-% eines oder mehrerer Alkoxide der allgemeinen Formel II
Me (OR')n (H)
wobei
Me für Ti, Zr, Hf, AI, n für die Wertigkeit des Metallkations steht und R' die oben genannte Bedeutung hat,
(C) 0,1 bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer Komplexbildners zur Reduktion der Hydrolysegeschwindigkeit der Komponenten (A) und (B) und
(D) 5 bis 95 Gew.-% eines wasserverträglichen oder mit Wasser mischbaren Lösemittels mit einem Siedepunkt von wenigstens 15O0C, jeweils bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (A), (B), (C) und (D),
wobei man im Anschluss an die Reaktion gegebenenfalls den bei der Hydrolyse entstehenden Alkohol destillativ, um den Flammpunkt einzustellen.
Das obengenannte Organosol kann durch an sich bekannte Hydrolyse und Kondensation des Alkoxysilans, insbesondere ohne Anwesenheit von Dispergiermitteln erhalten werden. Beispielsweise ist es möglich, ein entsprechendes Alkoxysilan mit einer wässrigen sauren Lösung zu versetzen, so dass ein entsprechendes insbesondere klares Hydrolysat erhalten wird.
Beispiele für Reste R in der obigen Formel sind lineare und/oder verzweigte Alkyl-, Alkenyl-, Aryl-, Alkylaryl-, Arylalkyl-, Arylalkenyl-, Alkenylaryl-Reste (vorzugsweise mit jeweils 1 bis 22 und insbesondere 1 bis 16 Kohlenstoffatomen und cyclische Formen einschließend), die durch Sauerstoff-, Schwefel-, Stickstoffatome oder die Gruppe NR" (R" = Wasserstoff oder Ci-14-Alkyl) unterbrochen sein können und einen oder mehrere Substituenten aus der Gruppe der Halogene und der gegebenenfalls substituierten Amino-, Amid-, Carboxy-, Mercapto-, Isocyanato-, Hydroxy-, Alkoxy-, Alkoxycarbonyl-, Acryloxy-, Methacryloxy-, Epoxy- oder perfluorierte Alkylgruppen tragen können.
Besonders bevorzugt befindet sich unter den obigen Alkoxysilanen der allgemeinen Formel (I) mindestens eines, in welchem mindestens ein Rest R über eine Gruppierung verfügt, die eine Polyadditions- (einschließlich Polymerisations-) oder Polykondensationsreaktion eingehen kann.
Bei dieser zur Polyadditions- oder Polykondensationsreaktion befähigten Gruppierung handelt es sich vorzugsweise um eine Epoxygruppe oder (vorzugsweise aktivierte) Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen (insbesondere Doppelbindungen), wobei eine (Meth)acrylatgruppe ein besonders bevorzugtes Beispiel für die letztgenannten Gruppierungen ist.
Demgemäss sind besonders bevorzugte organisch modifizierte Alkoxysilane der allgemeinen Formel (I) zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung solche, in denen x 3 ist und ein Rest (der einzige Rest) R für ω-Glycidyloxy-C2-6-alkyl oder ω-(Meth)acryloxy-C2-6- alkyl steht.
Konkrete Beispiele für derartige Alkoxysilane sind 3- Glycidoxypropyltri(m)ethoxysilan, 3,4-Epoxybutyltrimethoxysilan und 2- (3,4-Epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilan sowie 3-(Meth)acryloxy- propyltri(m)ethoxysilan und 2-(Meth)acryloxyethyltri(m)ethoxysilan. Weitere Beispiele für geeignete Verbindungen mit x = 1 oder 2 sind 3- Glycidoxypropyldimethyl(m)ethoxysilan, 3-Glycidoxypropylmethyldi(m)- ethoxysilan, 3-(Meth)-acryloxypropylmethyldi(m)ethoxysilan und 2- (Meth)acryloxyethylmethyldi(m)ethoxysilan.
Weitere Alkoxysilane, die bevorzugt in Kombination mit Alkoxysilanen mit den obigen zur Polyadditions- bzw. Polykondensationsreaktion befähigten Gruppierungen eingesetzt werden können, sind beispielsweise Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetra-n- propoxysilan, Tetra-n-butoxysilan, Hexadecyltrimethoxysilan, Cyclo- hexyltrimethoxysilan, Cyclopentyltrimethoxysilan, Ethyltrimethoxysilan, Phenylethyltrimethoxysilan, Phenyltrimethoxysilan, n-Propyltri- methoxysilan, Cyclohexylmethyldimethoxysilan, Dimethyldi- methoxysilan, Diisopropyldimethoxysilan, Phenylmethyldimethoxysilan, Phenylethyltriethoxysilan, Phenyltriethoxysilan, Phenylmethyldiethoxy- silan und Phenyldimethylethoxysilan. Die genannten organisch modifizierten Alkoxysilane können auch als solche eingesetzt werden.
Wird im Verlauf der Reaktion dann weiterhin wenigstens ein Alkoxid der allgemeinen Formel (II) mit dem Hydrolysat zusammengegeben, so tritt bereits eine erste Reaktion ein. Die erfindungsgemäß eingesetzten Alkoxide (Komponente B) der allgemeinen Formel (II) sind sehr reaktiv, so dass in Abwesenheit des Komplexbildners (C) die Komponenten (A) und (B) bei Kontakt mit Wasser sehr schnell hydrolisieren würden.
Erfindungsgemäß ist es jedoch nicht erforderlich, die reaktionsfähigen Alkoxide direkt in komplexierter Form einzusetzen. Vielmehr ist es möglich, den oder die Komplexbildner kurz nach dem Start der Reaktion der Komponenten (A) und (B) hinzuzugeben.
Konkrete Beispiele für derartige Verbindungen sind Aluminium-sek.- butylat, Titanisopropoxid, Titanpropoxid, Titanbutoxid, Zirkonium- isopropoxid, Zirkoniumpropoxid, Zirkoniumbutoxid, Zirkoniumethoxid.
Insbesondere bei den reaktionsfähigeren Alkoxiden (beispielsweise von AI, Ti, Zr usw.) kann es sich jedoch empfehlen, diese direkt in komplexierter Form einzusetzen, wobei Beispiele für geeignete Komplexierungsmittel beispielsweise gesättigte wie auch ungesättigte Carbonsäuren und ß-Dicarbonyl-Verbindungen, wie beispielsweise Essigsäure, Milchsäure, Methacrylsäure, Acetylaceton und Acetessigsäurethylester, sind. Ebenfalls geeignet sind Ethanolamine sowie Alkylphosphate, wie beispielsweise Tri-, Diethanolamin und Butylphosphat.
Konkrete Beispiele für derartig komplexierte Alkoxide sind Titan- acetylacetonate, Titan bisethylacetoacetate, Triethanolamintitanate, Triethanolaminzirconate oder Zirconiumdiethylcitrate. Der Komplexbildner (C), insbesondere eine Chelat-Verbindung bewirkt eine gewisse Komplexierung des Metallkations, so dass die Hydrolysegeschwindigkeit der Komponenten (A) und (B) reduziert wird.
Als weiteren Bestandteil umfasst das erfindungsgemäße, mit Wasser verdünnbare Konzentrat ein wasserverträgliches oder mit Wasser mischbares Lösemittel mit einem Siedepunkt von wenigstens 150 0C.
Beispielsweise kann Diethylenglykol oder Triethylenglykol eingesetzt werden. Weiterhin kommen beispielsweise Butyldiglykol, Propylenglykole, Butylenglykole, Polyethylenglykole als Komponente (D) in Betracht.
Die Aufgabe der hochsiedenden Lösungsmittel besteht insbesondere darin, dass im Austausch gegen den bei der Hydrolyse frei werdenden niedermolekularen Alkohol eine verbesserte Beständigkeit der erfindungsgemäßen Konzentrate erreicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Konzentrat dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten (A) und (B) zusammen in einer Konzentration von wenigstens 20 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (A), (B), (C) und (D) vorliegen und das Gewichtsverhältnis der Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich 1 zu 1 bis 1 zu 100 liegt. Ist die Gesamtmenge der Komponenten (A) und (B) in den erfindungsgemäßen Konzentraten zu gering, so lassen sich nur unter großen Schwierigkeiten gleichmäßig deckende Beschichtungen auf den verschiedensten Substraten herstellen. Da die Komponente (B) auch als Vernetzungsmittel für die Alkoxysilane der Komponenten (A) dienen, sollten diese wenigstens in äquimolaren Mengen bezogen auf die Komponente (A) in den erfindungsgemäßen Konzentraten anwesend sein. Dementsprechend ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, wenn das Gewichtsverhältnis der Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich von 1 zu 1 bis 1 zu 100 liegt.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorgenannten Aufgabenstellung ist ein Konzentrat dann, wenn die Komponenten (A) und (B) zusammen in einer Konzentration von wenigstens 30 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.- % der Komponenten (A), (B), (C) und (D) vorliegen und das Gewichtsverhältnis der Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich 1 zu 1 bis 1 zu 25 liegt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Konzentrat dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (A), ein Organosol ist, das durch Hydrolyse von gegebenenfalls in organischen Lösemitteln gelösten Alkoxysilanen der allgemeinen Formel I, insbesondere Trialkoxysilanen und/oder Dialkoxysilanen, wobei R für gleiche oder verschiedene über ein C-Atom an das Siliziumatom gebundene, gegebenenfalls verzweigte Kohlenwasserstoffgruppen steht, die durch Sauerstoff-, Schwefel, Stickstoff oder die Gruppe NR", mit R" gleich Wasserstoff oder C1 bis C6- Alkyl unterbrochen sind und einen oder mehrere Substituenten aus der Gruppe der Halogene und der gegebenenfalls Amino-, Amido-, Carboxy-, Mercapto-, Isocyanato-, Acryloxy-, Methacryloxy oder Epoxygruppen tragen können mit einer verdünnten anorganischen oder organischen Säure erhältlich ist Die erfindungsgemäß einzusetzende Komponente (B) kann in reiner Form oder auch in Form eines in einem Lösemittel gelösten Alkoxid eingesetzt werden. Besonders bevorzugt in diesem Sinne ist es, wenn die Komponente (B) bis zu 50 Gew.-% organisches Lösemittel, beispielsweise Methanol, Ethanol, n-Propanol, Isopropanol, Butanol enthält.
Allgemein ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, wenn die Komponente (C) Carbonylverbindungen, Alkylphosphate, PoIy-, Ethylen-, Propylen-, Butylenglykole, PoIy-, Tri-, Diamine und/oder Ethanolamine umfasst.
Ganz besonders bevorzugt in diesem Sinne ist die Carbonylverbindung ausgewählt aus 1,3-Dicarbonylverbindungen.
Zur problemlosen Anwendung in Textilbetrieben kann zur Erhöhung des Flammpunktes des erfindungsgemäßen Konzentrats, insbesondere auf Temperaturen oberhalb 65 0C, insbesondere oberhalb 100 0C der bei der Hydrolyse entstehende, nieder siedende Alkohole ohne Beeinträchtigung der Produkteigenschaften destillativ entfernt werden. Die Entfernung der niedersiedenden Bestandteile aus dem Reaktionssystem erfolgt bevorzugt bei erhöhter Temperatur oder unter vermindertem Druck, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur und vermindertem Druck, wobei die Temperatur zwischen 50° C und 200° C, bevorzugt zwischen 80° C und 170° C und besonders bevorzugt zwischen 130° C und 150° C liegt. Üblicherweise wird ein Druck zwischen 20 und 900 mbar, bevorzugt zwischen 50 und 250 mbar angelegt. Als Grenzwert für den Flammpunkt des Konzentrates wird eine Temperatur gewählt, die weder gefahrgutrechtlich (Europäisches Übereinkommen über die Internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße, ADR) noch gefahrstoffrechtlich (Umgangsrecht, Richtlinie 67/548 EWG) eine Kennzeichnung mit „RIO" (entzündlich) verlangt. Produkte mit einem Flammpunkt > 65° C müssen weder nach Umgangsrecht noch nach Transportrecht gekennzeichnet werden, somit ist die Verwendung in nicht explosionsgeschützten Anlagen als unproblematisch zu werten.
Zur Herstellung eines transparenten lagerstabilen Beschichtungsmittels aus den obengenannten, insbesondere transparenten, homophasigen Konzentraten werden diese mit Wasser in einem Gewichtsverhältnis von 100 zu 1 bis 1 zu 500 verdünnt.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht in der Verwendung des erfindungsgemäßen Beschichtungsmittels zur Behandlung organischer und anorganischer Fasern und Textilien aus wässrigen Bädern und Anwendungsflotten durch Sprühen, Gießen, Fluten, Tauchen, Schleudern, Foulardieren, Walzen oder Drucken.
Dabei dient das erfindungsgemäße Konzentrat beziehungsweise das Beschichtungsmittel in der Regel nicht als Wirkstoff auf den anorganischen Fasern und Textilien, sondern erfordert die Kombination mit weiteren Textilbehandlungsmitteln. Insbesondere werden die erfindungsgemäßen Konzentrate und/oder die Beschichtungsmittel in Kombination mit Ausrüstungsmitteln und/oder mit Suspensionen oder Dispersionen organischer und/oder anorganischer Partikel und/oder Solen zur Erzeugung von Funktionalitäten, besonders bevorzugt in Kombination mit hydrophilen, hydrophoben, UV-Schutz-, Flammschutz- und/oder antimikrobiellen Ausrüstungsmitteln eingesetzt.
Darüber hinaus ist es mit Hilfe der vorliegenden Erfindung auch möglich, organische und anorganische Fasern und Textilien in Kombination mit Suspensionen oder Dispersionen organischer und/oder anorganischer Partikel und/oder Solen einzusetzen.
Zur Kondensation der Komponenten (A) und (B) ist es erforderlich, die mit dem erfindungsgemäßen Beschichtungsmittel versehenen Substrate einer erhöhten Temperatur auszusetzen. Zum einen dient die erhöhte Temperatur der Vervollständigung der Hydrolyse und Kondensationsreaktion und darüber hinaus auch dem mehr oder weniger vollständigen Entfernen des Lösungsmittels. Dementsprechend ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung besonders bevorzugt, die behandelten textilen Materialien bei einer Temperatur im Bereich von 60° C bis 250° C im Verlauf von 10 Sekunden bis zu 10 Stunden zu trocknen.
Neben textilen Materialien ist es im Sinne der vorliegenden Erfindung in gleicher Weise auch möglich, andere Substrate mit den erfindungsgemäßen Beschichtungsmitteln zu versehen. Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung werden daher Substrate aus Holz, Papier, Leder, Glas, Metall und/oder polymeren Kunststoffen beschichtet. Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst naturgemäß das nach dem Auftragen auf die Oberfläche des Materials zu trocknende Beschichtungsmittel, wie eingangs definiert.
Ausführunqsbeispiele:
Vorhydrolysat 1 :
234,34 g (lmol) 3-Glycidyloxypropyltrimethoxysilan wurden unter Rühren mit 15,3 g 0,1 n (0,85 mol H2O) wässriger HCI-Lösung versetzt. Die schnell klar werdende Mischung wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Man erhielt ein farbloses, klares Hydrolysat.
Vorhydrolysat 2:
278,34 g (lmol) 3-Glycidyloxypropyltriethoxysilan wurden unter Rühren mit 15,3 g 0,1 n (0,85 mol H2O) wässriger HCI-Lösung versetzt. Die schnell klar werdende Mischung wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Man erhielt ein farbloses, klares Hydrolysat.
Vorhydrolysat 3:
192 g (lmol) 3-Aminopropylmethyldiethoxysilan wurden unter Rühren mit 13,5 g 0,1 n (0,75 mol H2O) wässriger HCI-Lösung versetzt. Die schnell klar werdende Mischung wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Man erhielt ein farbloses, klares Hydrolysat. Herstell Vorschrift 1 (erfindungsgemäß)
Für einen Ansatz von 300 g SoI wurde in einem Becherglas bei Raumtemperatur die Komponente A) vorgelegt und unter Rühren die Komponente B) zugegeben. Die Mischung wurde anschließend 30 Minuten gerührt. Daraufhin wurde langsam die Komponente C) zugegeben. Es war eine leichte Wärmetönung zu beobachten. Nach weiteren 30 Minuten Rühren wurde die Komponente D) zugesetzt. Die klare, gelbe Lösung wurde noch 30 Minuten nachgerührt. Anschließend wurde die Mischung mit Hilfe eines Rotationsverdampfers bei 150 0C und 200 mbar bis zur Erreichung eines Flammpunktes > 65° C destilliert. Die viskose, klare orangerote Lösung wurde langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Die anteiligen Gewichtsprozente der jeweiligen Komponenten, des Destillates und Flammpunkt des resultierenden SoIs sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Herstell Vorschrift 2 (erfindungsgemäß) :
Für einen Ansatz von 300 g SoI wurde in einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler bei Raumtemperatur die Komponente A) vorgelegt und unter Rühren die Komponente B) zugegeben. Die Mischung wurde anschließend 30 Minuten gerührt. Daraufhin wurde langsam die Komponente C) zugegeben. Es war eine leichte Wärmetönung zu beobachten. Nach weiteren 30 Minuten Rühren wurde die Komponente D) zugesetzt. Die klare, gelbe Mischung wurde nun 5 Stunden bei 80° C unter Rückfluss gerührt. Anschließend wurde die Mischung mit Hilfe eines Rotationsverdampfers bei 150 0C und 200 mbar bis zur bis zur Erreichung eines Flammpunktes > 65° C destilliert. Die viskose, klare orangerote Lösung wurde langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Die anteiligen Gewichtsprozente der jeweiligen Komponenten, des Destillates und Flammpunkt des resultierenden SoIs sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Herstell Vorschrift 3 (erfindungsgemäß) :
Für einen Ansatz von 300 g SoI wurde in einem Dreihalskolben mit Rückflusskühler bei Raumtemperatur die Komponente D) vorgelegt und unter Rühren die Komponente C) zugegeben. Die Mischung wurde anschließend 30 Minuten nachgerührt. Daraufhin wurde langsam die Komponente B) und A) zugegeben. Es war eine leichte Wärmetönung zu beobachten. Die klare, gelbe Mischung wurde nun 5 Stunden bei 80° C unter Rückfluss gerührt. Anschließend wurde die Mischung mit Hilfe eines Rotationsverdampfers bei 150 0C und 200 mbar bis zur bis zur Erreichung eines Flammpunktes > 65° C destilliert. Die viskose, klare orangerote Lösung wurde langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Die anteiligen Gewichtsprozente der jeweiligen Komponenten, des Destillates und Flammpunkt des resultierenden SoIs sind der Tabelle 1 zu entnehmen.
Herstell Vorschrift eines silberhaltigen Ausrüstungsmittels nach DE 1037399 Al :
16,064 g einer 5 % wässrigen Silbernitratlösung wurden unter Rühren mit 3,235 g 2-Aminoethyl-3-aminopropyltriethoxysilan tropfenweise bei Raumtemperatur versetzt. Die spontane Eindunklung der Lösung aufgrund der Ausbildung von Silberoxidpartikeln wurde durch weitere Zugabe der stickstoffhaltigen Komponente wieder aufgehoben, so dass unter leichter Erwärmung der Reaktionslösung eine transparente Lösung resultierte.
Tabelle 1
Figure imgf000022_0001
Ermittlung des Flammpunkts:
Der Flammpunkt wurde angelehnt an die NORM DIN EN 22719 bestimmt.
Bereitung einer Beschichtungsflotte:
In einem Becherglas wurden 200 g entmineralisiertes Wasser mit Essigsäure auf einen pH-Wert von 5,5 eingestellt und unter Rühren langsam mit einem SoI nach Tabelle I versetzt. Hierbei entstand eine farblose bis gelbliche, transparente Lösung. In Tabelle 2 sind die Zusammensetzungen der eingesetzten Beschichtungsflotten (BO bis B21) beschrieben.
Tabelle 2:
Figure imgf000024_0001
Textilausrüstung:
Eine 20 x 30 cm große Probe eines Baumwoll-Polyester Mischgewebes (35%/65%) mit einem Warengewicht von 210 g/m2 wurde mit einem Beschichtungsflotte nach Tabelle II über einen Foulard ausgerüstet, auf 60% Flottenaufnahme abgequetscht und während 2 min bei 120° C getrocknet und anschließend eine Minute bei 150° C kondensiert.
Haushaltswäsche:
Die ausgerüsteten Proben wurden in Anlehnung an die Norm EN ISO 6330 gewaschen. Hierzu wurde eine Electrolux FOM 71 CLS Waschmaschine Typ A-Frontlader mit horizontal umlaufender Trommel sowie ein perboratfreies Waschmittel (ECE-2) eingesetzt. Gewaschen wurde bei 4O0C im Normalwaschgang. Zur Einhaltung des erforderlichen Waschgewichts von 2 kg wurde die Waschtrommel mit einem Polyesterbegleitgewebe aufgefüllt.
Waschpermanenz:
Die Waschpermanenz des Beschichtungsmittels sowie dessen permanente Fixiereigenschaften wurden über die Bestimmung der Konzentrationen verschiedener Metalle auf den ausgerüsteten Proben (Pl - P20) im Vergleich zu einer unausgerüsteten Probe (P21) sowie eine Probe (PO), behandelt nur mit dem silberhaltigen Ausrüstungsmittel überprüft.
Hierfür eigneten sich besonders die, in den entsprechenden Beschichtungsmitteln verwandten Metallatome Zirkon und Titan, sowie das Edelmetall Silber, das über das zugesetzte Ausrüstungsmittel mit Hilfe des Beschichtungsmittels waschpermanent auf die Proben fixiert wurde. Alle Proben (PO - P21) wurden 40 Haushaltswäschen unterzogen, wobei diese nach einer, 20 und 40 Wäschen der Waschmaschine entnommen und getrocknet sowie die Metallgehalte nach DIN 38406E22 bestimmt wurden. Die ermittelten Werte sind in Tabelle 3 aufgeführt.
Figure imgf000027_0001
Weichgriff:
Als textile Weichmacherkomponente wurden den Beschichtungsflotten B4, B7, B14 und B17 25 g/Liter Tubingal® SMF, eine silikonhaltige Mirkoemulsion der CHT R. Beitlich GmbH zugesetzt. Die entsprechenden ausgerüsteten Proben wurden vor und nach den Haushaltswäschen bezüglich ihres Weichgriffs gegen die Proben P20 und P21, wobei P20 nur mit der Weichmacherkomponente ausgerüstet wurde und P21unbehandelt war, getestet.
Tabelle 4 zeigt die Auswertung der Griffbeurteilung, hierfür wurde ein erfahrenes Team zusammengestellt, das die anonymisierten Griffmuster mit Hilfe eines Handtests bewertet. Die Proben wurden vor und nach den Haushaltswäschen beurteilt, wobei folgende Bewertung vorgenommen wurde:
+ + + = sehr weicher Griff
+ + = weicher Griff
+ = geringe Weichgriffeffekte o = keine Weichgriffeffekte = verhärteter Griff.
QJ er
Figure imgf000029_0001

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von SoI basierenden wasserverdünn baren Konzentraten durch Abmischung folgender Komponenten :
(A) 0,5 bis 25 Gew.-% eines Organosols, erhältlich durch Hydrolyse und Kondensation eines oder mehrerer Trialkoxysilane und/oder Dialkoxysilane der allgemeinen Formel I
Figure imgf000030_0001
wobei
R für gleiche oder verschiedene über ein C-Atom an das Siliziumatom gebundene, gegebenenfalls substituierte Kohlenwasserstoffgruppen mit 1 bis 22 C-Atomen steht, die gegebenenfalls durch Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff oder die Gruppe NR", mit R" gleich Wasserstoff oder C1 bis C14-Alkyl unterbrochen sind,
die Reste R" gleich oder verschieden voneinander, jeweils eine gegebenenfalls substituierte
Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen die gegebenenfalls durch Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff oder die Gruppe NR" mit der oben genannten Bedeutung unterbrochen sind und
x 2 oder 3 ist, (B) 4 bis 55 Gew.-% eines oder mehrerer Alkoxide der allgemeinen Formel II
Me (OR')n (H)
wobei
Me für Ti, Zr, Hf, AI, n für die Wertigkeit des Metallkations steht und R' die oben genannte Bedeutung hat,
(C) 0,1 bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer Komplexbildners zur Reduktion der Hydrolysegeschwindigkeit der Komponenten (A) und (B) und
(D) 5 bis 95 Gew.-% eines wasserverträglichen oder mit Wasser mischbaren Lösemittels mit einem Siedepunkt von wenigstens 15O0C, jeweils bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (A), (B), (C) und (D).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten (A) und (B) zusammen in einer Konzentration von wenigstens 20 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (A), (B), (C) und (D) vorlegt und das Gewichtsverhältnis der Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich 1 zu 1 bis 1 zu 100 einstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponenten (A) und (B) zusammen in einer Konzentration von wenigstens 30 Gew.-% bezogen auf 100 Gew.-% der Komponenten (A), (B), (C) und (D) vorlegt und das Gewichtsverhältnis der Komponente (A) zu Komponente (B) im Bereich 1 zu 1 bis 1 zu 25 einstellt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (A), ein Organosol ist, das durch Hydrolyse von gegebenenfalls in organischen Lösemitteln gelösten Trialkoxysilanen und/oder Dialkoxysilanen, wobei R einen oder mehrere Substituenten aus der Gruppe der Halogene und der gegebenenfalls Amino-, Amido-, Carboxy-, Mercapto-, Isocyanato-, Hydroxy-, Acryloxy-, Methacryloxy-, Epoxy- oder perfluorierte Alkylgruppen umfasst, die mit einer verdünnten anorganischen oder organischen Säure erhältlich sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Komponente (B) einsetzt, die bis zu 50 Gew.-% organisches Lösemittel enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man eine die Komponente (C) einsetzt, die Carbonylverbindungen, PoIy-, Ethylen-, Propylen-, Butylenglykole, PoIy-, Tri-, Diamine und/oder Ethanolamine sowie Alkylphosphate umfasst.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Carbonylverbindung ausgewählt ist aus 1,3-Dicarbonylverbindungen.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (D) ein Wasser lösliches Lösemittel in einer Menge von 5 bis 85 Gew.-% umfasst.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkohole mit einem Siedepunkt von bis zu 150 0C destillativ entfernt, um den Flammpunkt einzustellen und gegebenenfalls Wasser zusetzt.
10. Transparentes und lagerstabiles Beschichtungsmittel enthaltend ein Konzentrat- erhältlich nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und Wasser in einem Gewichtsverhältnis von 100 zu 1 bis 1 zu 500.
11. Beschichtungsmittel nach Anspruch 10 mit einem Flammpunkt von wenigstens 100 0C.
12. Verwendung des Beschichtungsmittels nach Anspruch 10 oder 11 zur Behandlung organischer und anorganischer Fasern und Textilien aus wässrigen Bädern und Anwendungsflotten durch Sprühen, Gießen, Fluten, Tauchen, Schleudern, Foulardieren, Walzen oder Drucken.
13. Verwendung nach Anspruch 12 in Kombination mit Ausrüstungsmitteln und/oder mit Suspensionen oder Dispersionen organischer und/oder anorganischer Partikel und/oder Solen zur Erzeugung von Funktionalitäten, insbesondere in Kombination mit hydrophilen, hydrophoben, UV-Schutz-, Flammschutz- und/oder antimikrobiellen Ausrüstungsmitteln.
14. Verwendung des Beschichtungsmittels nach Anspruch 10 oder 11 zur Behandlung organischer und anorganischer Fasern und Textilien in Kombination mit Suspensionen oder Dispersionen organischer und/oder anorganischer Partikel und/oder Solen.
15. Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei man die behandelten textilen Materialien bei einer Temperatur im Bereich von 60° C bis 250° C im Verlauf von 10 Sekunden bis zu 10 Stunden trocknet.
16. Verwendung des Beschichtungsmittels nach Anspruch 10 oder 11 zur Behandlung von Substraten aus Holz, Papier, Leder, Glas, Metallen und/ oder polymeren Kunststoffen.
17. Textiles Material umfassend ein nach dem Auftragen auf die Oberfläche des Materials getrocknetes Beschichtungsmittel nach Anspruch 10 oder 11.
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