DE1113677B

DE1113677B - Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Textilien aus natuerlichen und bzw. oder kuenstlichen cellulosehaltigen Fasern

Info

Publication number: DE1113677B
Application number: DEH37602A
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Heberlein; Dr Fritz Muenzel
Original assignee: Heberlein and Co AG
Current assignee: Heberlein and Co AG
Priority date: 1959-04-01
Filing date: 1959-10-07
Publication date: 1961-09-14
Also published as: CH386384A; CH7815959A4; GB917151A; GB906324A; US3206273A; NL244572A; BE587866A; CH383326A; NL266456A; US3140197A; DE1174740B; BE606332A

Description

Es ist bekannt, beim Veredeln von Textilien, z. B. zwecks Knitterfestmachen oder zur Dimensionsstabilisierung von textlien Flächengebilden aus nativer oder regenerierter Cellulose, dieselben mit der Lö- sung eines kondensierbaren Kunstharzes in Gegenwart eines Katalysators zu imprägnieren, abzupressen, gegebenenfalls vorzutrocknen und kurze Zeit über 100° C zu erhitzen zwecks Kondensation des Kunstharzes.

Ferner ist ein Verfahren zur Modifizierung der Eigenschaften von Fasern und Filmen aus natürlichen oder regenerierten natürlichen Polymeren wie Wolle oder Cellulose oder deren Derivaten bekannt, gemäß welchem das Behandlungsgut in engem Kontakt mit einem organischen Modifizierungsmittel einer ionisierenden Strahlung unterworfen wird. Bei diesem Modifizierungsmittel handelt es sich im wesentlichen um ungesättigte Verbindungen, welche zur Bildung von Additionspolymeren durch Vinylpolymerisation geeignet sind, z. B. Acrylate oder Methacrylate. Diese Verbindungen bilden bei Textilien aus cellulosehaltigen Fasern oberflächliche Überzüge, dringen jedoch nicht in die Fasern ein.

Es ist auch ein Verfahren zur chemischen Bindung von Überzügen aus anorganischen Metallsalzen bzw. -oxyden ohne Zuhilfenahme irgendwelcher Bindemittel auf Oberflächen von geformten Gebilden aus organischen Polymeren bekannt, gemäß welchem das mit dem Überzug versehene Gebilde der Einwirkung einer ionisierenden Strahlung unterworfen wird. Bei den geformten Gebilden handelt es sich um Fasern, Gewebe, Filme u. dgl., die hauptsächlich aus synthetischen Polymeren, wie Polyamiden oder Polyestern u. a., aber auch aus natürlicher und regenerierter Cellulose sowie aus Kondensationsharzen, wie Phenol- oder Harnstoff-Formaldehyd-Harzen, bestehen können.

Es wurde gefunden, daß die mechanischen Eigenschaften von Textilien aus natürlichen bzw. künstlichen cellulosehaltigen Fasern verbessert, insbeson- dere die Knitter-, Scheuer- und Reißfestigkeit sowie die Permanenz von Präge- und Kalandereffekten erhöht werden können, indem solche Textilien mit kondensierbaren Substanzen behandelt und hierauf der Einwirkung einer ionisierenden Strahlung, insbesondere einer Gamma- oder Röntgenstrahlung unterworfen werden, wobei die kondensierbaren Substanzen kondensiert werden. Die Vorkondensate dieser Substanzen dringen in die Textilfaser ein und können unter Einwirkung der ionisierenden Strahlung zu einer Vernetzung im Faserinnern führen.

Es ist im weiteren bekannt, die mechanischen

der mechanischen Eigenschaften

von Textilien aus natürlichen und bzw. oder

künstlichen cellulosehaltigen Fasern

Anmelder:

Heberlein & Co. A. G., Wattwil (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. P. K. Holzhäuser, Patentanwalt,

Offenbach/M., Herrnstr. 37

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 1. April und 12. September 1959

Dr. Georg Heberlein und Dr. Fritz Münzel,

Wattwil (Schweiz),
sind als Erfinder genannt worden

Eigenschaften von Feingeweben aus Baumwolle und regenerierter Cellulose durch Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure im Sinne einer Versteifung und Transparentierung des Gewebes zu verbessern. Ferner ist es bekannt, ähnliche Effekte durch Behandlung der Gewebe mittels einer Kupferoxyd-Ammoniak-Lösung oder einer Natriumzinkat-Cellulose-Lösung hervorzurufen. Es ist außerdem schon vorgeschlagen worden, nach diesen Methoden transparierte Gewebe durch Behandlung mit Kunstharzvorkondensaten und nachfolgender Erhitzung auf über 100° C knitterfest zu machen. Diese Methode führt jedoch bei den durch die Transparentierbehandlung bereits etwas spröde gewordenen Geweben zu einer kommerziell untragbaren Herabsetzung der Faserfestigkeit.

Es hat sich nun gezeigt, daß bei transparentierten Geweben eine gute Knitterfestigkeit ohne nennenswerte Verminderung der Faserfestigkeit erzielbar ist, wenn diese der erfindungsgemäßen Behandlung unterworfen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist überraschend, denn es war für den Fachmann nicht zu erwarten, daß durch die Bestrahlung der kondensierbaren Substanzen eine Kondensation derselben herbeigeführt werden kann. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren anzuwendende Strahlungsdosis ist dagegen so gering zu halten, daß die Festigkeitsabnahme durch die Bestrahlung vernachlässigbar ist. Während bei den üblichen Textilveredlungsverfahren die Kondensation der kondensierbaren Substanzen auf der Faser durch Erhitzung auf Temperaturen über 100° C er-

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folgt, wodurch eine starke Herabsetzung der Faserfestigkeit bewirkt wird, so hat das vorliegende Verfahren den wesentlichen Vorteil, daß keine solche Erhitzung notwendig ist, so daß praktisch keine Verminderung der Reiß- und Einreißfestigkeit gegenüber dem unbehandelten Textilmaterial eintritt.

Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß unter geeigneten Bedingungen die Applikation der kondensierbaren Substanzen ohne Beifügung eines Katalysators erfolgen kann, so daß das Gewebe nach der Bestrahlung nicht ausgewaschen zu werden braucht.

Die erfindungsgemäß behandelten Textilien weisen eine gute Knitter- und Scheuerfestigkeit auf und haben einen angenehm weichen Griff.

Als ionisierende Strahlung kommt in erster Linie eine Gammastrahlung bzw. Röntgenstrahlung in Betracht, für die Gammastrahlung dienen als Strahlungsquelle z. B. ⁶⁰Co, Spaltprodukte von ²³⁵U oder ¹³⁷Cs. Die Textilien werden vorzugsweise einer Strahlungsdosis zwischen 0,5 · 10⁶ und 3 · 10⁶ Röntgen bei 15 bis 25° C ausgesetzt. Die kondensierbaren Substanzen können je nach Art derselben in Form wäßriger Lösungen, als Dispersionen oder gelöst in organischen Lösungsmitteln Verwendung finden. Es eignen sich z. B. wäßrige Lösungen bzw. wäßrige Dispersionen von in der Knitterechtausrüstung üblicherweise zur Verwendung gelangenden harzbildenden Substanzen, wie z. B. Methylolharnstoffe, Methylolmelamine, Dimethyloläthylenharnstoff, 2,6-Dimethyloltriazinon-4, Diglycidäther usw. Ebenso können Gemische der genannten kondensierbaren Substanzen Verwendung finden. Die genannten kondensierbaren Substanzen können mit oder ohne Zugabe der üblichen Katalysatoren, wie z. B. Bortrifluorid, Zinknitrat, Leicht- und Schwermetallhalogenide usw., verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich in erster Linie auf Gewebe oder Gewirke aus nativer Cellulose wie Baumwolle anwenden, aber auch auf Gewebe oder Gewirke aus regenerierter Cellulose oder solche, welche Fasern aus natürlicher und regenerierter Cellulose enthalten. Das Verfahren eignet sich in erster Linie zur Knitterfestausrüstung und zur Dimensionsstabilisierung; es lassen sich nach dieser Methode aber auch permanente Prägeeffekte wie Gaufrage-, Riffel-, Schreiner- oder Moireeffekte, ebenso Kalandereffekte mit oder ohne Friktion erzeugen. Das Verfahren läßt sich ferner auch auf Textilgarne, -fäden oder -zwirne anwenden.

Die Erfindung ist an Hand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Ein entschlichtetes, mercerisiertes und gebleichtes Baumwollpopelinegewebe wird mit einer lQ°/oigen wäßrigen Lösung eines Triazonderivates der folgenden Konstitution imprägniert:

HOCH₉-N

H₉C

N-CH₂OH
CH₂

Die Lösung enthält keine Katalysatoren. Das so behandelte Gewebe wird während 10 Minuten bei 60 bis 70° C getrocknet und hierauf der Einwirkung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von 2-106 Röntgen bei 20° C ausgesetzt. Als Strahlungsquelle dienen Spaltprodukte von ²³⁵U. Nach der Bestrahlung ist ein Auswaschen nicht nötig. Das Gewebe zeigt praktisch keine Reißfestigkeitsabnahme und weist gute Scheuer- und Einreißfestigkeitswerte ίο sowie eine gute Knitterechtheit auf.

Beispiel 2

Ein Baumwollimitatpopeline mit 36/19 Fäden pro ¹Ai französischen Zoll und den englischen Garnnummern 40/30 in Kette und Schuß wird gesengt, entschlichtet und gebleicht und hierauf mit einer Lösung von 110 g Dimethyloläthylenharnstoff, gelöst in 11 Wasser, der außerdem 11 g Zinknitrat als Katalysator beigegeben wurde, imprägniert, abgepreßt und während 20 Minuten bei 60 bis 70° C getrocknet. Hierauf wird das so behandelte Gewebe der Einwirkung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von 1 · 10⁶ Röntgen bei 20° C unterworfen. Als Strahlungsquelle dient ⁸⁰Co. Nach der Bestrahlung

as wird das Gewebe ausgewaschen und getrocknet. Das behandelte Gewebe zeigt eine Reißfestigkeit, welche praktisch gegenüber der Reißfestigkeit des Ausgangsmaterials unverändert ist. Die Reißfestigkeit in der Schußrichtung, gemessen mit einem Schopper-Pendelapparat, beträgt 22 kg pro 2,5 cm. Außerdem zeigt das Gewebe sehr gute Scheuer- und Einreißfestigkeitswerte. Der Knitterwinkel beträgt in der Kette 111° und im Schuß 112°. Die Knitterwinkel wurden nach der folgenden Methode bestimmt: Streifen von 3 X 5 cm des behandelten Gewebes wurden während 24 Stunden bei 21⁰C und 65% relativer Feuchtigkeit konditioniert, hierauf in Kett- bzw. Schußrichtung gefaltet und während einer Stunde mit 1 kg belastet. Nach Entfernung des Gewichtes wurden die Stoffe 15 Minuten in unbelastetem Zustand belassen und hierauf die Knitterwinkel gemessen. Das Gewebe hat einen angenehm weichen Griff.

Beispiel 3

Ein in üblicher Weise vorbehandelter Baumwollrenforce wird mit einer 15°/oigen wäßrigen Lösung von Aziridinylphosphoniumoxyd der folgenden Konstitution imprägniert:

CH₂—CH₂

CH₅

/N-P=

CH/

CH₉—CH₂

C₅H,

Die Lösung enthält außerdem noch 15% Bortrifluorid-dihydrat, 65°/oig (berechnet auf die Aziridinylverbindung), als Katalysator sowie 7,5°/oOctadecyläthylenharnstoffemulsion als Weichmacher, 10%ig (berechnet auf die Aziridinylverbindung). Das so behandelte Gewebe wird während 10 Minuten bei 60 bis 70° C getrocknet und darauf der Einwirkung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von 1 · 10⁶ Röntgen bei 20° C unterworfen. Als Strahlungsquelle dienen Spaltprodukte von ²³⁵U. Die Reiß-

festigkeit des so behandelten Gewebes ist gegenüber derjenigen des Ausgangsmaterials praktisch unverändert, und das Gewebe zeigt gute Scheuer- und Einreißfestigkeitswerte. Es weist ferner eine gute Knitterfestigkeit auf, ist weitgehend flammfest, und der Griff ist angenehm weich.

Beispiel 4

Zur Herstellung einer wäßrigen Dispersion einer in Wasser nur teilweise löslichen Diepoxydverbindung aus Glycerinmonochlorhydrin und Epichlorhydrin werden 100 g dieser Verbindung, 100 g einer 5%igen Polyvinylalkohollösung und 20 g einer 20%igen Dispersion eines Polyäthylenweichmachers unter Zufügen von 12,5 g einer 4O°/oigen wäßrigen Lösung von Zinkborfluorid unter starkem Rühren in so viel Wasser eingetragen, daß das Volumen der so gewonnenen Dispersion 11 beträgt.

Baumwollpopeline wird mit dieser Dispersion imprägniert und ohne weitere Vortrocknung der Einwirkung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von 10^e Röntgen bei 23° C ausgesetzt. Als Strahlungsquelle dient ¹³⁷Cs. Anschließend wird gewaschen und getrocknet. Das Gewebe zeigt bei sehr interessanten Knitterfestigkeitswerten gegenüber dem unbehandelten Gewebe nur unwesentlich verringerte Reiß- und Einreißfestigkeitswerte und ist absolut beständig gegen Chlorwäsche. Die Harzmenge auf dem Gewebe wird durch wiederholtes kochendes Waschen nicht beeinflußt.

Beispiel 5

100 g einer 5%igen Polyvinylalkohollösung, 25 g eines nichtionogenen Weichmachers, 75 g des im Beispiel 4 genannten Diepoxyds, 60 g einer 50°/oigen Lösung von Dimethyloläthylenharnstoff und 13 g einer 40%igen Zinkborfluoridlösung werden mit 750 g Wasser dispergiert und ein in üblicher Weise vorbehandeltes und mercerisiertes Gewebe damit imprägniert, dessen Garne in Kette und Schuß aus 70 % Baumwolle und 30% Zellwolle bestehen. Der Abquetscheffekt beträgt 85%. Anschließend wird das Gewebe 30 Minuten bei 50° C getrocknet und mittels einer ⁶⁰Co-Quelle bei 18° C eine Gammastrahlungsdosis von 1,3 · 10^e Röntgen eingestrahlt. Neben guten Naß- und Trockenknittereigenschaften zeigt das Gewebe gegenüber dem unbehandelten Stoff nur unwesentlich verringerte mechanische Werte. Es ändert seine Dimensionen beim Waschen in einer Waschmaschine mit 5 g Seife pro Liter bei 60° C praktisch nicht.

Beispiel 6

Zellwollgabardine wird mit der wäßrigen Lösung eines Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensats unter Zusatz von 10 % des Vorkondensatgewichtes an Magnesiumchlorid (MgCl₂ · 6Η_?Ο) und 10% des Vorkondensatgewichtes einer Siliconemulsion in üblicher Weise imprägniert und mit einem Abquetscheffekt von 90% abgepreßt. Das Gewebe wird ohne weitere Trocknung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von 0,8 · 10^e Röntgen unterworfen; als Bestrahlungsquelle dient ¹³⁷Cs. Es zeigt ähnliche Eigenschaften wie das nach Beispiel 5 behandelte Gewebe.

Beispiel 7 ^6s

Ein gebleichter, mercerisierter Baumwoll-Mako-Zwirn der englischen Garnnummer 60/2 wird mit einer wäßrigen Lösung, enthaltend 70 g Dimethyloläthylenharnstoff und 10 g Zinknitrat pro Liter, behandelt, bei 6O⁰C getrocknet und der Einwirkung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von 1 · 10^G Röntgen bei 20° C unterworfen. Als Strahlungsquelle dient ⁶⁰Co. Das erhaltene Garn hat seine Tendenz zum Schrumpfen eingebüßt und eignet sich sehr gut für Stickereizwecke.

Beispiel 8

Nach bekannten Verfahren mercerisierte und gebleichte Baumwoll-Mousseline der Fadenzahl pro französischen Zoll von 24/19 und der englischen Garnnummer 80/120 wurde mit Schwefelsäure von 50,7° Be bei Raumtemperatur während 7 Sekunden behandelt, gewaschen, anschließend mit Natronlauge von 30° Be während 15 Sekunden nachmercerisiert, neutral gewaschen und unter Spannung getrocknet. Die so vorbehandelte Ware wurde nach den entsprechenden Angaben im Beispiel 2 mit dem erwähnten Dimethyloläthylenharnstoff behandelt und bestrahlt. Anschließend an die Bestrahlung wurde das Gewebe gewaschen und unter Spannung getrocknet. Durch diese Behandlung wird eine beachtliche Erhöhung der Knitterechtheit erzielt. Die Knitterwinkel des transparentierten, aber nicht mit Harz behandelten und nicht bestrahlten Gewebes betragen in der Kette 39°, im Schuß 20°. Durch die Kunstharzbehandlung und Bestrahlung stiegen die Knitterwinkel auf 66° in der Kette und 62° im Schuß. Die Reißfestigkeit sowie die Scheuerfestigkeit werden dabei nur wenig beeinflußt; auf jeden Fall tritt praktisch keine Schädigung ein.

Beispiel 9

Mercerisierte und gebleichte Baumwoll-Mousseline, wie für Beispiel 8 verwendet, wurde mit Schwefelsäure von 52,5° Be bei 15° C während 16 Sekunden pergamentiert, anschließend mit Natronlauge von 30° Be während 15 Sekunden nachmercerisiert. Die Ware wurde nach dem Neutralwaschen unter Spannung getrocknet und dann gemäß den entsprechenden Angaben im Beispiel 1 mit dem erwähnten Triazon behandelt und bestrahlt, wodurch die Knitterechtheit der Ware deutlich erhöht wird; die Knitterwinkel steigen in der Kettrichtung von 14 auf 62°, in der Schußrichtung von 11 auf 71°. Reißfestigkeit und Scheuerfestigkeit bleiben praktisch unverändert.

Beispiel 10

Mercerisierte und gebleichte Baumwoll-Mousseline, wie für Beispiel 8 verwendet, wurde während 10 Sekunden in eine Cuoxam-Lösung, enthaltend pro Liter 18 g Kupfer, 150 g Ammoniak OSTH₃) und 10 g Ätznatron, eingetaucht, dann direkt in verdünnte Schwefelsäure eingeführt, darin bis zur Entfernung des Kupfers belassen, anschließend gründlich gespült, mit Natronlauge von 30° Be 15 Sekunden nachmercerisiert, neutral gewaschen und unter Spannung getrocknet. Nun wurde das Gewebe nach den entsprechenden Angaben im Beispiel 3 mit dem erwähnten Aziridmylphosphoniumoxyd behandelt und bestrahlt. Es wurde eine wesentliche Erhöhung der Knitterechtheit erzielt; die Knitterwinkel von etwa 10° im Mittel von Kette und Schuß des nicht mit der Aziridinylverbindung behandelten und nicht bestrahl-

ten Gewebes werden auf über 90° erhöht beim behandelten und bestrahlten Gewebe.

Beispiel 11

Mercerisierte und gebleichte Baumwoll-Mousseline, wie für Beispiel 8 verwendet, wurde mit einer Natriumzinkat-Cellulose-Lösung, enthaltend pro Liter 50 g Cellulose, 20 g Zinkoxyd und 75 g NaOH, imprägniert, abgepreßt, dann in verdünnte Schwefelsäure (10 cm³ konz. Schwefelsäure pro Liter) geführt, gewaschen, mit Natronlauge von 30⁰Be nachmercerisiert und unter Spannung getrocknet. Das Gewebe wurde dann entsprechend den Angaben im Beispiel 6 mit dem erwähnten Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensat behandelt und bestrahlt und abschließend unter Spannung getrocknet. Das Gewebe zeigt merkliche Erhöhung der Knitterechtheit; die Knitterwinkel betragen vor der Harzimprägnierung und Bestrahlung in der Kette 24°, im Schuß 20°, nach der Harzbehandlung und Bestrahlung in beiden Richtungen 45°. Reißfestigkeit und Scheuerfestigkeit sind praktisch nicht verändert.

Beispiel 12

Zellwoll-Mousseline der Fadenzahl 23/21 pro ¹Zi französischen Zoll und der englischen Garnnummer 60/70 wurde nach den üblichen Methoden gebrüht und unter Spannung getrocknet, anschließend mit Schwefelsäure von 47° Be bei 10⁰C während 10 Sekunden behandelt, gewaschen, dann mit Kalilauge von 30° Be während 5 Sekunden nachmercerisiert, heiß entlaugt, neutralisiert und unter Spannung getrocknet. Nun wurde das Gewebe mit einer Harnstoff-Formaldehyd-Vorkondensatlösung entsprechend Beispiel 6 imprägniert, abgepreßt, unter Spannung getrocknet und hierauf einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis von etwa 1 · 10⁶ Röntgen unterworfen. Durch diese Behandlung wird eine deutliche Erhöhung der Knitterechtheit erzielt; Reißfestigkeit und Scheuerfestigkeit werden nicht wesentlich beeinflußt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Textilien aus natürlichen und bzw. oder künstlichen cellulosehaltigen Fasern durch Behandlung mit kondensierbaren Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Lösungen oder Dispersionen von Vorkondensaten harzbildender, mit sich selbst und bzw. oder mit der Faser kondensierender Substanzen behandelten Textilien der Einwirkung einer ionisierenden Strahlung, insbesondere einer von radioaktiven Isotopen wie ⁶⁰Co und ¹³⁷Cs gelieferten Gammastrahlung oder einer Röntgenstrahlung unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilien der Einwirkung der Strahlung in einer Gesamtdosis zwischen 0,5 · ΙΟ« und 3 .106 Röntgen bei 15 bis 25° C unterworfen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den kondensierbaren Substanzen versehenen Textilien in feuchtem oder trockenem Zustand bestrahlt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kondensierbaren Substanzen in Gegenwart oder Abwesenheit von Katalysatoren auf die Textilien aufgebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der kondensierbaren Substanz versehene Textilien vor der Bestrahlung einer formgebenden mechanischen Behandlung, z. B. einer Prägung oder Kalandrierung, unterworfen werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zu behandelnde Textilien transparentierte Feingewebe verwendet werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1042521;
britische Patentschrift Nr. 802 620.