DE1127315B

DE1127315B - Process for improving the properties of textiles

Info

Publication number: DE1127315B
Application number: DEI16362A
Authority: DE
Inventors: Paul Kassenbeck
Original assignee: CT TECH IND I TEXTILE DE FRANC
Current assignee: CT TECH IND I TEXTILE DE FRANC
Priority date: 1958-04-30
Filing date: 1959-04-29
Publication date: 1962-04-12
Also published as: GB907882A; BE577912A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der technologischen Eigenschaften von Textilien, wie Fasern, Fäden, Geweben, Trikots u. dgl., durch gleichzeitige Veränderung der physikalischen und chemischen Oberflächenbeschaffenheit dieser Materialien. Diese Veränderung wird bewirkt, indem die Textiüen für begrenzte Zeit der Einwirkung einer hochfrequenten Glimmentladung ausgesetzt werden.The invention relates to a method for improving the technological properties of textiles, such as fibers, threads, fabrics, jerseys and the like, by changing the physical properties at the same time and chemical surface properties of these materials. This change is brought about by the textiles are exposed to a high-frequency glow discharge for a limited time.

Es ist bekannt, daß Glimmentladungen stattfinden, wenn an die Beläge eines Luftkondensators, der sich in einer verdünnten Atmosphäre befindet, eine genügend hohe Erregerspannung gelegt wird. Die Glimmentladung besteht, wie die Prüfung am Kathodenstrahloszillographen zeigt, aus sehr kurzen, aber äußerst starken Stromimpulsen, die sich dem niederfrequenten Wechselstrom überlagern und fortdauern, wenn zwischen den Kondensatorplatten ein festes Dielektrikum zur Stabilisation der Entladung angeordnet wird.It is known that glow discharges take place when on the linings of an air condenser, which is is in a dilute atmosphere, a sufficiently high excitation voltage is applied. the As the test on the cathode ray oscillograph shows, glow discharge consists of very short, but extremely strong current pulses that are superimposed on the low-frequency alternating current and persist, if there is a solid dielectric between the capacitor plates to stabilize the discharge is arranged.

Es wurde bisher angenommen, daß die Auswirkungen von elektrischen Entladungen in Form von Glimmentladungen auf Textilien schädlich seien und zu einem Abbau und sogar zur Zerstörung dieser Materialien führen würden.It was previously believed that the effects of electrical discharges in the form of Glow discharges on textiles are harmful and lead to their degradation and even destruction Materials would lead.

Im Gegensatz dazu wurde festgestellt, daß die Glimmentladungen äußerst günstige Auswirkungen haben und zu einer Verbesserung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften von Textilien führen, wenn ihre Einwirkungsdauer begrenzt wird.In contrast, the glow discharges were found to have extremely beneficial effects and lead to an improvement in the physical and mechanical properties of textiles, if their duration of action is limited.

Es wurde außerdem festgestellt, daß diese Verbesserung nach der für begrenzte Zeit vorgenommenen Einwirkung der Entladung noch zunimmt und nach einigen Wochen einen maximalen und stetigen Wert erreicht. Dies läßt darauf schließen, daß diese Verfahren zur Verbesserung
der Eigenschaften von TextilienIt was also found that this improvement increases after the effect of the discharge for a limited time and reaches a maximum and steady value after a few weeks. This suggests that this method can be used for improvement
the properties of textiles

Anmelder:Applicant:

Centre Technique Industriel,
Institut Textile de France, ParisCenter Technique Industriel,
Institut Textile de France, Paris

Vertreter:Representative:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. SchönwaldDr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald

und Dr.-Ing. Th. Meyer, Patentanwälte,and Dr.-Ing. Th. Meyer, patent attorneys,

Kölnl, DeichmannhausKölnl, Deichmannhaus

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 30. April 1958 (Nr. 764 559)Claimed priority:
France of April 30, 1958 (No. 764 559)

Paul Kassenbeck, Ville-d'Avray, Seine-et-OisePaul Kassenbeck, Ville-d'Avray, Seine-et-Oise

(Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden(France),
has been named as the inventor

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht einer industriell anwendbaren Vorrichtung;Fig. 3 is a perspective view of an industrially applicable device;

Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Änderung der Bruchdehnung und Bruchlast eines gemäß der Erfindung behandelten Wollfadens in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht;Fig. 4 is a graph showing the change in elongation at break and load at break of a according to of the invention treated wool thread as a function illustrated by time;

Fig. 5 ist eine graphische Darstellung, die die An-Fig. 5 is a graphical representation showing the

begrenzte Einwirkung Reaktionen auslöst, die an- 35 derung der Berstpfeilhöhe in Millimeter und des schließend weiter vonstatten gehen. Berstdruckes in Kilogramm eines Wollgewebes nachLimited exposure triggers reactions that change the height of the burst arrow in millimeters and des then proceed further. Burst pressure in kilograms of a woolen fabric

der Behandlung gemäß der Erfindung in Abhängigkeit von der Zeit veranschaulicht;illustrates the treatment according to the invention as a function of time;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, die die Ab-Fig. 6 is a graphical representation showing the

Es konnte nachgewiesen werden, daß das Verfahren auf Textilien aller Art, und zwar sowohl natürliche als auch synthetische, anwendbar ist.It has been shown that the process works on all types of textiles, both natural as well as synthetic ones.

Die zur Durchführung des Verfahrens verwendete 40 riebfestigkeit eines Wollgewebes vor (I) und nach Apparatur kann der Art des behandelten Textil- (II, III, IV) der Behandlung gemäß der Erfindung materials angepaßt werden. Beispielsweise kann ein veranschaulicht; inThe abrasion resistance of a wool fabric used to perform the method before (I) and after Apparatus can be of the type of textile treated (II, III, IV) of the treatment according to the invention materials can be adjusted. For example, one can illustrate; in

Gewebe kontinuierlich zwischen Elektroden mit einer Fig. 7 ist die Beständigkeit einer Strickware ausFabric continuously between electrodes with a Fig. 7 is the durability of a knitted fabric

solchen Geschwindigkeit abgerollt werden, daß die Polyacrylnitrilfasern gegen Knötchenbildung (Pilling-Durchlaufzeit der gewünschten Einwirkungsdauer 45 Effekt) vor (NT) und nach (T) der Behandlung geder Glimmentladung entspricht. maß der Erfindung graphisch dargestellt;be unrolled at such a speed that the polyacrylonitrile fibers against pilling (pilling cycle time of the desired exposure time 45 effect) before (NT) and after (T) the treatment corresponds to the glow discharge. measure of the invention shown graphically;

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen eingehender erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Fig. 1 stellt die Form des Stroms einer Glimmentladung am Kathodenstrahloszillographen dar;1 shows the shape of the current of a glow discharge on the cathode ray oscilloscope;

Fig. 2 stellt das Schema einer für die Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung dar;Fig. 2 shows the diagram of a device suitable for carrying out the method;

Fig. 8 veranschaulicht die gemäß Fig. 7 unbehandelte (NT) Strickware undFig. 8 illustrates the untreated (NT) knitted fabric according to Fig. 7 and

Fig. 9 die gemäß Fig. 7 behandelte (T);FIG. 9 (T) treated according to FIG. 7;

Fig. 10 und 11 sind elektronenmikroskopische Aufnahmen der Oberfläche einer Wollfaser vor (10) und nach (11) der Behandlung;10 and 11 are electron micrographs of the surface of a wool fiber in front of (10) and after (11) treatment;

209 559/214209 559/214

Fig. 1 stellt das Aussehen der Stromimpulse beim Auftreten der Glimmentladung bei 500Hz, 100 mm Hg und 4000V am Kathodenstrahloszillographen dar.Fig. 1 shows the appearance of the current pulses when the glow discharge occurs at 500 Hz, 100 mm Hg and 4000V on the cathode ray oscillograph.

Die in Fig. 2 dargestellte Entladungsvorrichtung besteht aus einer Vakuumglocke 1, in der die Elektroden 2 aus Aluminiumplatten von 2 mm Dicke und 180 mm Durchmesser sowie Glasscheiben 3 von 3 mm Dicke und 260 mm Durchmesser als Stabilisationsschichten angeordnet sind. Die Elektroden und die Stabilisationsschichten sind abwechselnd angebracht und durch Zwischenlagen aus Bakelit voneinander getrennt. Der Abstand beträgt jeweils 5 mm. Im unteren Teil der Glocke sind ein Anschluß 4 für die Evakuierung des Gases und zwei isolierte Hochspannungsanschlüsse 5 für 10 kV vorgesehen. Am oberen Teil der Vakuumglocke befinden sich ein Manometer 6 für die Regelung und Kontrolle des Druckes sowie ein Luft- oder Gaseintritt, der durch ein Nadelventil? gesteuert wird, femer ein zusatz- : licher Lufteintritt 8 zur Aufhebung des Vakuums bei Betriebsschluß. ,The discharge device shown in FIG consists of a bell jar 1 in which the electrodes 2 made of aluminum plates of 2 mm thickness and 180 mm in diameter and glass panes 3 of 3 mm thick and 260 mm in diameter are arranged as stabilization layers. The electrodes and the stabilizing layers are attached alternately and from one another by intermediate layers of Bakelite separated. The distance is 5 mm in each case. In the lower part of the bell there is a connection 4 for the evacuation of the gas and two isolated high voltage connections 5 intended for 10 kV. There is a on the upper part of the vacuum bell Manometer 6 for the regulation and control of the pressure and an air or gas inlet that passes through a needle valve? is controlled, furthermore an additional: Licher air inlet 8 to break the vacuum at the end of the day. ,

Der Strom wird durch einen Hochspannungsgenerator erzeugt. Er besteht aus einem Motor 9, der mit einen Generator 10 von 500 Hz, 1 kV, dessen Erreger- : spannung mit einem Regeltransformator 11 geregelt wird, gekuppelt ist. Am Ausgang des Generators wird eine Wechselspannung von 100 bis 250 V abgenommen und an die Primärklemmen eines Hoch-The electricity is generated by a high voltage generator. It consists of a motor 9, which with a generator 10 of 500 Hz, 1 kV, the excitation voltage: regulated with a regulating transformer 11 is coupled. An alternating voltage of 100 to 250 V is taken from the output of the generator and to the primary terminals of a high

Reiß
festigkeit
gTear
strength
G Bruch
dehnungfracture
strain Unbehandelte Fasern
Nach Behandlung für 15 MinutenUntreated fibers
After treatment for 15 minutes 4,09
4,884.09
4.88 62,5
62,062.5
62.0

2. Festigkeitsprüfungen an Wollfäden2. Strength tests on wool threads

Mit Glimmentladungen behandelte Wollfäden zeigen eine sehr deutliche Erhöhung ihrer Festigkeit. Bemerkenswert ist, daß die Reaktion nach der Behandlung außerhalb der Entladungsvorrichtung weiter vonstatten geht. Die Verbesserung der mechanischen Festigkeit nimmt mit der Zeit zu und erreicht nach 2 bis 3 Wochen einen stabilen Wert (Fig. 4).Wool threads treated with glow discharges show a very significant increase in their strength. It is noteworthy that the reaction continues after the treatment outside the discharge device going on. The improvement in mechanical strength increases and reaches with time after 2 to 3 weeks a stable value (Fig. 4).

Die Bruchdehnung der Fäden nimmt ebenfalls zu, wenn auch in weniger starkem Maße als die Festigkeit. Aus Fig. 4 ist ebenfalls die Erhöhung der Bruchlast von behandelten Wollfäden in Abhängigkeit von der Zeit ersichtlich.The elongation at break of the threads also increases, albeit to a lesser extent than strength. 4 also shows the increase in the breaking load of treated woolen threads as a function of time.

3. Berstversuche an Geweben3. Burst tests on tissues

Aus den Berstversuchen an einem Körpergewebe aus Wolle ergibt sich eine ganz erhebliche Verbesserung des Berstwidersfandes des Gewebes. Bei einer Spannungstransformators 12 gelegt, dessen Sekundär- 30 Behandlung von 5 Minuten in der Entladungsvorrichseite die zum Betrieb der Entladungsvorrichtung er- tung steigt der Wert innerhalb einer Woche von 9,9The bursting tests on a body tissue made of wool resulted in a very considerable improvement in the bursting resistance of the tissue. At a Voltage transformer 12 placed, its secondary treatment of 5 minutes in the discharge device the amount required to operate the discharge device, the value rises from 9.9 within a week

auf 11,6 kg (Fig. 5). Auch die Berstpfeilhöhe wird größer. Das Gewebe ist somit gleichzeitig elastischer und fester geworden. Diese Ergebnisse bestätigen die Resultate der Festigkeitsprüfungen von Fäden.to 11.6 kg (Fig. 5). The height of the burst arrow also increases. The fabric is therefore more elastic at the same time and got stronger. These results confirm the results of the strength tests on threads.

Ein dieOne the

forderliche Spannung von 2 bis 5 kV liefert. Voltmeter 13 ermöglicht die Kontrolle der an Klemmen der Elektroden gelegten Spannung.supplies the required voltage of 2 to 5 kV. Voltmeter 13 enables control of the on Clamp the electrodes applied voltage.

Das in der Entladungsvorrichtung erforderliche Vakuum von 70 bis 100 mm Hg wird durch die Kapsel-Luftpumpe 14 erzeugt.The vacuum of 70 to 100 mm Hg required in the discharge device is generated by the capsule air pump 14.

Das zu behandelnde Material wird zwischen die Elektroden der Entladungsvorrichtung gebracht, und zwar auf die Glasplatten oder auf die Elektroden selbst. Die Vakuumglocke wird geschlossen, die Kapsel-Luftpumpe in Betrieb gesetzt und der Druck mit Hilfe des Nadelventils auf 100 mm Hg eingestellt. Anschließend wird die Hochspannung für eine Zeit von etwa 3 bis 5 Minuten an die Elektroden gelegt. Hiernach ist die Behandlung beendet.The material to be treated is placed between the electrodes of the discharge device, and on the glass plates or on the electrodes themselves. The bell jar is closed The capsule air pump is put into operation and the pressure is set to 100 mm Hg with the aid of the needle valve. The high voltage is then applied to the electrodes for a period of about 3 to 5 minutes placed. Thereafter, the treatment is over.

Fig. 3 stellt als Beispiel eine Ausführungsform einer technischen Anlage für die kontinuierliche Behandlung großer Gewebestücke dar. Hierbei bedeutet E die Elektroden, P eine Glasplatte, T das Gewebe, das von einer Rolle ^₁ auf eine Rolle R₂ gewickelt wird. Die Elektroden befinden sich in einem geschlossenen Raum C, entsprechend der Vakuumglocke 1 von Fig. 1, und werden in gleicher Weise gespeist. Bei Elektroden von 150X 150 cm beträgt die Abwickelgeschwindigkeit des Gewebes 60 cm/Minute.As an example, FIG. 3 shows an embodiment of a technical installation for the continuous treatment of large pieces of tissue. E means the electrodes, P a glass plate, T the tissue that is wound _{from a roll ^ 1} onto a roll R _2. The electrodes are located in a closed space C, corresponding to the vacuum bell jar 1 of FIG. 1, and are fed in the same way. With electrodes measuring 150 × 150 cm, the unwinding speed of the fabric is 60 cm / minute.

Nachstehend werden die Ergebnisse von Versuchen mit verschiedenen Textilerzeugnissen angegeben. The results of tests with various textile products are given below.

1. Festigkeitsprüfungen an Fasern1. Strength tests on fibers

Die Reißfestigkeit und Bruchdehnung von Wollfasern vor und nach der Behandlung ist in der Tabelle aufgeführt. Die Werte lassen eine leichte Erhöhung der Reißfestigkeit der Fasern nach einer Behandlungsdauer von 15 Minuten erkennen, während ihre Dehnung praktisch unverändert bleibt.The tensile strength and elongation at break of wool fibers before and after treatment is given in the table listed. The values leave a slight increase recognize the tensile strength of the fibers after a treatment time of 15 minutes, while their elongation remains practically unchanged.

4. Vergleichsprüfungen der Abriebfestigkeit von behandelten und unbehandelten Geweben4. Comparative tests of the abrasion resistance of treated and untreated fabrics

Der Einfluß der Behandlung mit Glimmentladungen zeigt sich vor allem an der Abriebfestigkeit von behandelten Geweben im Vergleich zu unbehandelten Geweben. In Fig. 6 ist der Verlauf der Kurve des Gewichtsverlustes eines Köpergewebes aus Wolle in Abhängigkeit von der Zahl der Umdrehungen auf einer Abriebprüfmaschine dargestellt. Eine Behandlungsdauer von 5 Minuten ist durchaus genügend, um die Abriebfestigkeit des Gewebes ganz erheblich zu verbessern.
50 The influence of the treatment with glow discharges is shown above all in the abrasion resistance of treated fabrics compared to untreated fabrics. In Fig. 6 the course of the curve of the weight loss of a twill fabric made of wool is shown as a function of the number of revolutions on an abrasion testing machine. A treatment time of 5 minutes is quite sufficient to considerably improve the abrasion resistance of the fabric.
50

5. Einfluß der Glimmentladung auf die Knötchenbildung5. Influence of the glow discharge on nodule formation

Die durch die Glimmentladung hervorgerufenen Veränderungen der Oberflächenbeschaffenheit der Fasern haben eine Änderung ihres Reibungskoeffizienten zur Folge. In Fig. 10 und 11 ist das Aussehen der Oberfläche einer Wollfaser bei 10000-facher Vergrößerung vor und nach der Behandlung dargestellt (elektronenmikroskopische Aufnahmen). Die Oberfläche der behandelten Faser ist in diesem Maßstab viel rauher als die der unbehandelten Faser.The changes in the surface properties of the Fibers change their coefficient of friction. In Figs. 10 and 11 is the appearance the surface of a wool fiber magnified 10,000 times before and after treatment shown (electron microscope images). The surface of the treated fiber is in this Scale much rougher than that of the untreated fiber.

Als Beispiel für die vorteilhaften Auswirkungen der Behandlung mit Glimmentladungen auf andere Fasern als Wolle sei die Verringerung der Knötchenbildung an Strickware aus Orion (Polyacrylnitril) genannt. In Fig. 8 ist das Aussehen einer unbehandel-As an example of the beneficial effects of glow discharge treatment on others Fibers than wool are said to reduce pilling called on knitted goods made of Orion (polyacrylonitrile). In Fig. 8 the appearance of an untreated

I I /Zl I U X \J II / Zl IU X \ J

ten Strickware nach 15tägigem Tragen dargestellt, während Fig. 9 das Aussehen einer gleichen, gemäß der Erfindung behandelten Strickware nach 210stündigem Tragen zeigt. Die unbehandelte Strickware zeigt starke Knötchenbildung, während die behandelte Strickware ihr ursprüngliches Aussehen bewahrt hat und keine Knötchen aufweist.th knitwear shown after 15 days of wearing, while FIG. 9 shows the appearance of the same, according to shows knitted fabrics treated according to the invention after 210 hours of wear. The untreated knitwear shows severe pilling while the treated knitted fabric retains its original appearance and has no nodules.

In Fig. 7 sind die Ergebnisse von Laboratoriumsversuchen dargestellt. Sie zeigen das unterschiedliche Verhalten eines behandelten Trikots in bezug auf Knötchenbildung und bestätigen die in der Praxis beim Tragen erhaltenen Resultate.In Fig. 7 are the results of laboratory tests shown. They show the different behavior of a treated jersey with respect to Pilling and confirm the results obtained in practice when wearing it.

Es ist zu bemerken, daß die industrielle Anwendung dieses Verfahrens der Faserveredelung keine besonderen Probleme bietet. Die Entladungsvorrichtung kann leicht den Fabrikationsbedürfnissen angepaßt werden, gleichgültig, ob es sich um ungesponnenes Material, Fäden oder Gewebe handelt.It should be noted that the industrial application of this process of fiber finishing does not pose any particular problems. The discharge device can easily meet manufacturing needs be adapted, regardless of whether it is unspun material, thread or fabric.

Durch Installation eines Druckreglers wird nahezu vollständig automatischer Betrieb der Anlage für die kontinuierliche Behandlung großer Mengen oder großer Stücke ermöglicht.By installing a pressure regulator, the system will operate almost completely automatically for the enables continuous handling of large quantities or large pieces.

Nach Amortisation der Kosten der Anlage errechnen sich die Selbstkosten der Behandlung aus der von der Entladungsvorrichtung verbrauchten Energie und aus der Menge des behandelten Materials in Abhängigkeit von der Zeit. Als Anhaltspunkt mag die Angabe dienen, daß mit einem Aufwand von 1 kW in einer Stunde etwa 50 m² Gewebe, entsprechend einem durchschnittlichen Materialgewicht von 20 bis 40 kg, behandelt werden können.After the cost of the system has been amortized, the cost of the treatment is calculated from the energy consumed by the discharge device and the amount of material treated as a function of time. The indication that with an expenditure of 1 kW, around 50 m ^{2 of} tissue, corresponding to an average material weight of 20 to 40 kg, can be treated in one hour may serve as a reference point.

Die Behandlung mit Glimmentladungen kann erfolgreich in allen Fällen angewendet werden, in denen die mechanischen Eigenschaften der Erzeugnisse verbessert werden sollen. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht ausschließlich auf die Behandlung von Wolle beschränkt, sondern das Verfahren eignet sich zur Behandlung von Textilgut in Form von Fasern, Fäden, Geweben, Strickwaren und Filz, gleichgültig, ob es sich um natürliche oder synthetische Rohstoffe oder plastische Massen handelt. Je nach dem gewünschten Effekt und dem zu behandelnden Material kann die Art des verwendeten Gases und die Anordnung der Vorrichtung verändert werden.Treatment with corona discharge can be effective can be used in all cases in which the mechanical properties of the products are improved should be. Of course, the invention is not limited to the treatment of Wool is limited, but the process is suitable for treating textile goods in the form of fibers, Threads, fabrics, knitwear and felt, regardless of whether they are natural or synthetic raw materials or plastic masses. Depending on the desired effect and the material to be treated the type of gas used and the arrangement of the device can be changed.

Claims

Patent claims:

1. A method for improving the technological properties of textile material, characterized in that the material is exposed to electrical glow discharges in a dilute atmosphere for a limited time, for example 1 to 10 minutes.

2. Device for the continuous implementation of the method according to claim 1, characterized by a discharge device consisting of a space that can be evacuated arranged pair of electrodes to which an alternating current of high voltage is applied, with between a stabilizing layer is arranged on the pair of electrodes, and a device for the Passing textile goods between the electrodes.

Considered publications:
Kohlrausch, Textbook of Practical Physics, Vol. 2, 1956, p. 282;

Textil-Praxis, 1950, pp. 224 to 228.

For this purpose 2 sheets of drawings