DE1080514B

DE1080514B - Verfahren zur Erhoehung der Elastizitaet von cellulosehaltigen Geweben

Info

Publication number: DE1080514B
Application number: DER24122A
Authority: DE
Inventors: Peter La Roche De Benneville; Richard Oates Steele
Original assignee: Rohm and Haas Co
Current assignee: Rohm and Haas Co
Priority date: 1957-10-14
Filing date: 1958-09-30
Publication date: 1960-04-28
Also published as: CH6501458A4; GB889402A; FR1222474A; US3024080A

Description

Die Erfindung richtet sich auf die Behandlung von cellulosehaltigen Geweben, wie z. B. Geweben aus Baumwolle und regenerierter Cellulosekunstseide, um ihnen eine erhöhte Elastizität, ein verbessertes Erholungsvermögen von Einwirkungen wie Knittern, Falten und sonstigen Verformungen und die Eigenschaft zu verleihen, nach dem Waschen weniger einzulaufen, so daß eine teilweise oder völlige dimensionale Beständigkeit erreicht wird. Die Erfindung erstreckt sich auch auf die behandelten Gewebe.

Es wurde gefunden, daß cellulosehaltige Gewebe, die durch Weben, Stricken oder anderweitige Verfahren hergestellt worden sind, nach dem Waschen weniger einlaufen und an Widerstandsfähigkeit gegenüber Einwirkungen wie Knittern und Falten gewinnen, wenn man sie mit 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan der Formel

-Cl₂ ±lo

H₉

H,

behandelt. Zweckmäßigkeitshalber wird diese Verbindung im nachfolgenden mit »Dioxaspiroheptan« bezeichnet. Das Ausmaß der mittels dieser Verbindung erzielten Verbesserung des Gewebes kann durch Veränderung der Dioxaspiroheptanmenge und durch Veränderung der während der Behandlung mit dieser Verbindung verwendeten Katalysatormenge geregelt werden.

Die Behandlung mit Dioxaspiroheptan wird vorteilhaft mit wäßrigen Lösungen dieser Verbindung vorgenommen, in denen das Dioxaspiroheptan in einer Konzentration von 1 bis 30 Gewichtsprozent gelöst wird. Zur Erzielung maximaler Ergebnisse hinsichtlich der Knitterfestigkeit und anderer Eigenschaften beträgt die Konzentration vorzugsweise S bis 15%.

Die Behandlung mit Dioxaspiroheptan kann in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt werden. Es wurde gefunden, daß die wirksamsten Katalysatoren Metallsalze von Säuren der Zusammensetzung Ha(XYs) sind, wobei H Wasserstoff, α eine ganze Zahl in Abhängigkeit von der Wertigkeit des Komplexions von 1 bis 3, X ein Nichtmetall, wie z. B. Bor, Silizium, Schwefel oder Chlor mit einer Wertigkeit von 3 bis 7, Y Fluor oder Sauerstoff und b eine ganze Zahl von 4 bis 6 bedeutet.

Die Metalle dieser Salze sind die der Gruppen Ib, II, IHb, IV und VIII des Periodischen Systems in T. Moeller, »Inorganic Chemistry« von John Wiley & Sons, New York, 1952, und haben ein Atomgewicht von wenigstens 12. Die Salze der Perchlor- und Fluorborsäure, insbesondere deren Zink-, Blei-, Kupfer- und Magnesiumverbindungen sind sehr wirksame Katalysatoren. Die Salze der Schwefel-Verfahren zur Erhöhung der Elastizität
von cellulosehaltigen Geweben

Anmelder:

Rohm Sd Haas Company,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr. W. Beil und A. Hoeppener, Rechtsanwälte,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom. 14. Oktober 1957

Peter La Roche de Benneville, Philadelphia, Pa.,
und Richard Oates Steele, Moorestown, N. Y.

(V. St. A.),
sind als Erfinder genannt worden

säure, wie beispielsweise Aluminium- und Kupfersulfat, und der Fluorkieselsäure, wie z. B. Magnesium-, Zink- und Kupferfluorsilikat, sind gleichfalls als Katalysatoren aktiv. Auch andere saure Verbindungen, wie z. B. Oxalsäure, können als Katalysatoren verwendet werden.

Zweckmäßig wird die Katalysatormenge bei einer Konzentration in der wäßrigen Dioxaspiroheptanlösung von 0,2 bis 2% und 0,5 bis 1 % gehalten.

Die katalysierte Dioxaspiroheptanlösung ist mit Lösungen oder Dispersionen der meisten üblichen Textilappreturen, wie z. B. synthetischen Polymerlatices und Aminoplastharzen oder Vorkondensaten, verträglich, so daß diese mit dem Dioxaspiroheptan zusammen angewendet werden können, um Veränderungen der Griffigkeit oder anderer Eigenschaften des Gewebes hervorzurufen.

Die das Dioxaspiroheptan und den Katalysator enthaltende wäßrige Lösung kann auf jede geeignete Weise, wie z. B. durch Aufsprühen oder Imprägnieren, auf das Gewebe aufgebracht werden. Im allgemeinen ist die Anwendung eines Imprägnierungsverfahrens zweckmäßig. Bei Gewebestücken wird dies zweckmäßig mit den verschiedenen Maschinen vorgenommen, die zur Behandlung von Geweben in offenen Breiten verwendet werden, wie

z. B. Imprägnierungs- oder Färbewannen. Es ist jedoch nicht erforderlich, daß die Imprägnierung offen vorgenommen wird, vielmehr kann das Gewebe auf beliebige andere Weise behandelt werden. Bei der Behandlung von Kleidern oder anderen Gegenständen aus cellulosehaltigen

009 507/392

Geweben kann die Imprägnierung in einer Taumeltrommel, Waschmaschine oder einer ähnlichen Vorrichtung durchgeführt werden. Nachdem die Lösung aufgebracht worden ist, ist es wünschenswert, überschüssige Lösung durch Ausquetschen des Gewebes zwischen Walzen oder durch Schütteln oder Zentrifugieren zu entfernen, um eine gleichmäßigere Behandlung sicherzustellen. Das mit der Lösung behandelte Gewebe wird dann getrocknet, z. B. durch Lufttrocknen bei normaler Zimmertemperatur oder durch Erhitzen in einem Trockenofen bei 60° C oder mehr. Das Trocknen und Austrocknen wird zweckmäßig so vorgenommen, daß das Gewebe offen xmd flach liegt, so daß es ein glattes und gleichmäßiges Aussehen hat, wenn es appretiert ist.
' In einer bevorzugten Ausführungsform wird das imprägnierte Gewebe unmittelbar nach der Imprägnierung ohne vorheriges Trocknen bei niedriger Temperatur in offener Breite von einem Trockenrahmen durch einen Trockenofen geführt, wo es Temperaturen von etwa 110 bis 200°C oder mehr während eines Zeitraums von etwa einer Minute bis zu etwa einer halben Stunde oder mehr ausgesetzt wird. Ein um so kürzerer Zeitraum wird genommen, je höher die Temperatur ist, bzw. umgekehrt. Völlig befriedigende Ergebnisse werden durch etwa lOminutiges Erhitzen bei 150⁰C erzielt. Dieses Trocknungsverfahren bewirkt nicht nur eine Trocknung des imprägnierten Gewebes, sondern offensichtlich auch eine Umsetzung zwischen dem Dioxaspiroheptan und den Hydroxylgruppen der Cellulose. Vermutlich bewirkt die Hydroxylgruppe eines Cellulosemoleküls eine Öffnung des Oxydringes und eine Addition, so daß eine Bindung etwa der folgenden Formel zustande kommt:

HOCH₂ CH₂OH

,c;

35

CeI — OCH₉

CH₉O-CeI

in der CeI ein Cellulosemolekül bedeutet. Die beiden Oxydringe in dem Dioxaspiroheptan können sich theoretisch mit Hydroxylgruppen des gleichen oder von verschiedenen Cellulosemolekülen umsetzen. Welche Möglichkeit vorliegt, hat für die Erfindung keine Bedeutung.

Die behandelten Gewebe zeigen einen hohen Grad an Knitterfestigkeit und an Erholungsvermögen von Knittereinwirkungen mit einem nur geringfügigen oder gar keinem Wechsel in der Griffigkeit des Gewebes. Die Behandlung verfärbt das Gewebe nicht. Ferner erhalten die behandelten Gewebe den bedeutenden Vorteil, daß sie Chlor nicht zurückhalten, so daß die Verwendung von chlorhaltigen Bleichmitteln keine Schädigung, sei es in Form einer Verfärbung oder eines Nachlassens der Zugfestigkeit, hervorruft, selbst wenn die behandelten Gewebe, die gebleicht wurden, Bügeltemperaturen unterworfen werden. Die behandelten Gewebe sind außerdem widerstandsfähig gegenüber Einlaufen während des Waschens, und die Behandlung ist gegenüber Waschen, Trockenreinigen und anderen Verfahren zur Reinigung von Textilgeweben sehr dauerhaft.

In den Beispielen sind die darin angegebenen Teile und Prozentsätze, sofern nicht anderweitig angegeben, gewichtsbezogen. Die Werte, die für das Erholungsvermögen nach dem Knittern angegeben sind, wurden nach dem Verfahren des Shirley Instituts (British Standards Handbook Nr. 11, 1949, S. 128) erhalten.

Beispiel 1

Ein Muster eines Baumwolldruckgewebes wurde mit einer 20 °/₀ Dioxaspiroheptan und 1 % Zinkperchlorat enthaltenden Lösung gesättigt. Es wurde dann in einen auf 150° C erhitzten Ofen gebracht und darin 15 Minuten belassen. Kontrollstücke, die mit Wasser und 1 % Zinkperchlorat behandelt worden waren, wurden auf gleiche Weise behandelt. Nach Beendigung der Behandlung hatten die Proben die folgenden Erholungswerte nach dem Knittern:

Wasserkontrolle 84°

Katalysatorkontrolle 90°

Dioxaspiroheptan 137°

Das mit Dioxaspiroheptan behandelte Gewebe war in Kupferammoniumhydroxyd unlöslich, während die Kontrollstücke sich leicht lösten.

Die Haltbarkeit der Behandlung wurde durch die folgenden Versuche gezeigt. Muster des mit Dioxaspiroheptan behandelten Gewebes wurden erstens in siedendem Wasser 1 Stunde lang, zweitens in O.lfach normaler Salzsäure bei 8O⁰C 1 Stunde und drittens in 0,1 fächer Na O H-Lösung 24 Stunden bei 20° C extrahiert. Die extrahierten Proben waren in Kupferammoniumhydroxyd weiterhin unlöslich und zeigten, wie die folgenden Daten beweisen, ein gutes Erholungsvermögen nach dem Knittern:

Wasserextraktion 132°

HCl-Extraktion 125°

NaOH-Extraktion 123°

Beispiel 2

a) Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, jedoch 1 °/₀ Zinkfluorborat an Stelle von Zinkperchlorat verwendet. Es wurden hinsichtlich des Erholungsvermögens nach dem Knittern gleiche Ergebnisse erzielt.

b) Es wurde das Verfahren des Beispiels 1 wiederholt, jedoch an Stelle des Baumwolldruckgewebes Kunstseide-Challis verwendet. Das behandelte Gewebe war in Kupferammoniumhydroxyd unlöslich und hatte ein Erholungsvermögen nach dem Knittern von 120°.

c) Eine 10 % Dioxaspiroheptan und 3 °/₀ Oxalsäure enthaltende Lösung wurde auf Baumwolldruckgewebe aufgebracht, welches 15 Minuten in einem Ofen bei 150⁰C getrocknet wurde. Das Erholungsvermögen nach dem Knittern wurde durch diese Behandlung von 83 auf 116° verbessert.

Beispiel 3

Proben von Baumwolldruckgeweben wurden mit 20%igen wäßrigen Dioxaspiroheptanlösungen, die unterschiedliche Mengen an dem Zinkperchloratkatalysator enthielten, gesättigt. Sie wurden dann in einem Ofen bei 150⁰C 15 Minuten getrocknet. Nach der Behandlung wurden die Proben hinsichtlich ihres Erholungsvermögens nach dem Knittern getestet. Die folgenden Ergebnisse wurden erzielt:

	Tabelle A	Brholungsvermögen nach dem Knittern (Grad)
Konzentration an 7o	Zn (Cl O₄) ₂	70 120 128
0 0,50 1,00

Beispiel 4

Proben von Baumwolldruckgeweben wurden mit wäßrigen Dioxaspiroheptanlösungen unterschiedlicher Konzentrationen behandelt, wobei jede Lösung entweder 0,5 oder 1,0 % Zinkperchlorat als Katalysator enthielt.

Die Proben wurden dann 15 Minuten bei 150° C getrocknet. Wasser- und Katalysatorkontrollstücke wurden ebenfalls hergestellt. Die Proben wurden konditioniert und hinsichtlich ihres Erholungsverrnögens nach dem Knittern getestet, wobei die folgenden Ergebnisse erzielt wurden:

% Zinkperchlorat enthielten, und während verschiedener Zeiträume bei 135, 149 und 163° C getrocknet. Das Erholungsvermögen nach dem Knittern der behandelten Gewebe nach der Konditionierung wird in Tabelle D wiedergegeben.

Tabelle D

Tabelle	Konzentration an Dioxaspiroheptan	B	Erholungsve dem Knitl 0,5%	rmögen nach :ern (Grad) 1.0%
°/o	Katalysator	Katalysator
0	76	91
(Katalysatorkontrollstücke)
5	106	134
10	112	140
15	109	—
20	111	139
Wasserkontrollstück	72	82

Trockenzeit
in Minuten

5
10
15

Erholungsvermögen nach dem Knittern

(Grad) beil35°C I beil49°C I beil63°C

108
115
124

126 136 136

117 121 137

Beispiel 5

Verschiedene Arten von Baumwollgeweben wurden -durch Sättigung mit einer wäßrigen 10% Dioxaspiroheptan und 0,75% Zinkperchlorat enthaltenden Lösung behandelt. Nach 15minutiger Erhitzung in einem Ofen bei 15O⁰C wurden die in der folgenden Tabelle angegebenen Ergebnisse erhalten:

Tabelle C

Gewebe

Baumwolldruckgewebe, 80 χ 80 .

Kleiderstoff, 120 χ 60

Musselin, 54 χ 46

Batist, 107 χ 97

Beispiel 6

Erholungsvermögen nach dem

Knittern (Grad)
Wasser I behandelt

Beispiel 8

Eine Probe eines Baumwolldruckgewebes wurde mit einer 10 % Dioxaspiroheptan, 1 % Zinkperchlorat und 4% teilweise kondensiertem Urea-Formaldehyd-Harz enthaltenden Lösung behandelt. Das behandelte Gewebe wurde 15 Minuten bei 15O⁰C getrocknet. Nach dem Konditionieren hatte es eine steifere, festere, elastischere Beschaffenheit und ein Erholungsvermögen nach dem Knittern von 137°.

Beispiel 9

Eine Probe eines Baumwolldruckgewebes wurde mit einer ein Gemisch aus 5% Dioxaspiroheptan und 5% Dimethylol-N,N'-äthylenurea und 1 % Zinkfluorborat als Katalysator enthaltenden Lösung behandelt. Die Behandlung wurde in einer Textilwaschwanne vorgenommen und das imprägnierte Gewebe 10 Minuten bei 150⁰C getrocknet. Nach der Konditionierung des Gewebes betrug das Erholungsvermögen nach dem Knittern 139°.

85 78 68

125
128

99 128

Eine Probe von Baumwolldruckgeweben wurde mit einer 20 % Dioxaspiroheptan und 0,75 % Zinkperchlorat enthaltenden Lösung unter solchen Bedingungen imprägniert, daß die Feuchtigkeitsaufnahme des Gewebes etwa 100% seines Trockengewichts ausmachte. Die Probe wurde auf einem Spannrahmen, der ihrer Originalgröße entsprach, gehalten und 15 Minuten in einem Ofen bei 150⁰C gehalten. Es wurde ferner ein wasserbehandeltes Kontrollstück hergestellt. Die beiden Proben wurden ■dann nach Methode 5550 der Federal Specification CCC-T-191b gewaschen. Die Einlauffläche des Kontrollstücks war 19,7%, während die der behandelten Probe nur 4,6 % betrug.

Vor und nach dem Waschen entnommene Proben des behandelten Gewebes wurden mit einem das Fünfzigfache ihres Gewichts betragenden Bleichbad 15 Minuten bei Raumtemperatur chloriert, das 0,25 % erhältliches Chlor enthielt. Nach Trocknung und Konditionierung wurden die Proben 0,5 Minuten unter einem Bügeleisen bei 365° C gehalten. Keine der Proben zeigte nach dieser Behandlung eine Verfärbung oder einen Verlust an Zugfestigkeit.

Beispiel 7

Proben von Baumwolldruckgeweben wurden mit wäßrigen Lösungen gesättigt, die 20 % Dioxaspiroheptan und

Claims

Patentansprüche.·

1. Verfahren zur Erhöhung der Elastizität von cellulosehaltigen Geweben, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gewebe wie Baumwolle oder regenerierte Cellulose mit einer wäßrigen Lösung von 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan und einem Katalysator imprägniert und das imprägnierte Gewebe auf etwa 121 bis 204⁰C erhitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cellulosehaltiges Gewebe mit einer 1 bis 30 Gewichtsprozent 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan und 0,2 bis 2 % eines Katalysators enthaltenden Lösung imprägniert und das imprägnierte Gewebe auf etwa 121 bis 204° C erhitzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cellulosehaltiges Gewebe mit einer wäßrigen Lösung imprägniert, die 1 bis 30 Gewichtsprozent 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan und 0,2 bis 2% eines Salzes aus einem Metall der Gruppen Ib, II, IHb, IV oder VIII des Periodischen Systems und einer Säure der Formel H_a(XY&) enthält, in der H Wasserstoff, α eine ganze Zahl von 1 bis 3, X Bor, Silizium, Schwefel oder Chlor, Y Fluor oder Sauerstoff und b eine ganze Zahl von 4 bis 6 bedeutet, und man das imprägnierte Gewebe auf etwa 121 bis 204° C erhitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cellulosehaltiges Gewebe mit einer wäßrigen Lösung imprägniert, die 1 bis 30 Gewichtsprozent 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan und 0,2 bis 2 % Zink, Blei, Kupfer, Magnesiumperchlorat, Fluor-

silikat, Fluorborat, Aluminium- oder Kupfersulfat oder Oxalsäure als Katalysator enthält, und man das imprägnierte Gewebe auf etwa 121 bis 204⁰C erhitzt. 5. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cellulosehaltiges Gewebe mit einer 1 bis 30 Gewichtsprozent 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan und 0,2 bis 2% Zinkperchlorat enthaltenden Lösung imprägniert und das imprägnierte Gewebe auf etwa 121 bis 204⁰C erhitzt.

6. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man ein cellulosehaltiges Gewebe mit einer 1 bis 30 Gewichtsprozent 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan und 0,2 bis 2% Zinkfluorborat enthaltenden Lösung imprägniert und das imprägnierte Gewebe auf etwa 121 bis 204⁰C erhitzt.

7. Gewebe aus Cellulose oder regenerierter Cellulose, das mit 2,6-Dioxaspiro-(3,3)-heptan behandelt worden ist.