DE1276590B - Verfahren zur Verbesserung der Knitter-, Reiss- und Scheuerfestigkeit von cellulosehaltigem Textilgut

Info

Description

Claims

DE1276590B

Publication number: DE1276590B
Application number: DE1960H0038613
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Heberlein; Dr Fritz Muenzel
Original assignee: Heberlein and Co AG
Current assignee: Heberlein and Co AG
Priority date: 1959-05-21
Filing date: 1960-02-10
Publication date: 1968-09-05
Also published as: BE591044A; CH383325A; NL258641A; NL262964A; NL248357A; DK102733C; GB916567A; GB895479A; DE1294338B; BE603226A; DE1419466A1; GB925465A; CH400993A

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

D06m

Deutsche Kl.: 8 k-1/40

Nummer: 1276 590

Aktenzeichen: P 12 76 590.1-43 (H 38613)

Anmeldetag: 10. Februar 1960

Auslegetag: 5. September 1968

Es ist bereits bekannt, cellulosehaltiges Textilgut der Einwirkung ionisierender Strahlen auszusetzen. Vermutet wird, daß durch die Bestrahlung eine Veränderung der physikalischen Struktur in zweierlei Weise erfolgt, nämlich daß eine Festigkeitserhöhung zu erwarten sei und daß ein chemischer Abbau der Cellulose einsetzen würde, sodaß es darauf ankommt, eine kritische Dosis der Bestrahlung zu finden, bei der die günstigen Effekte überwiegen. Diesbezügliche Versuche haben ergeben, daß bei der Einwirkung einer relativ hohen Strahlungsdosis auf das cellulosehaltige Textilgut eine sehr starke Verringerung des Polymerisationsgrades und damit praktisch eine Zerstörung des Textilgutes eintritt. Bei der Einwirkung relativ niedriger Strahlendosen kann die erwartete Festigkeitserhöhung nicht festgestellt werden.

Es ist gefunden worden, daß eine Verbesserung der Knitter-, Reiß- und Scheuerfestigkeit von cellulosehaltigen! Textilgut durch ionisierende Strahlen dadurch erreicht wird, daß ein mindestens 20%, vorzugsweise 30 bis 40^ü/o, Feuchtigkeit aufweisendes Textilgut in Abwesenheit eines Modifizierungsmittels für Cellulose mit einer Totaldosis von 10³ bis 2 ■ 10" REP bestrahlt wird und während der Bestrahlung bzw. nachfolgend durch Erwärmen auf mindestens 30 C, vorzugsweise 50 bis 80 C, die C-Atome der Molekülketten vernetzt werden.

Das erfindungsgemäß behandelte cellulosehaltige Textilgut ist in einer üblichen Kupferoxydammoniaklösung unlöslich, aber noch quellbar und weist gegenüber dem unbehandelten Textilgut eine Zunahme der Scheuerfestigkeit bei ungefähr gleichbleibender Reißfestigkeit auf. Bei Feingeweben aus relativ hochgedrehten Garnen, wie Voile und Marquisette. die eine starke Tendenz zum Schrumpfen haben, wird eine Schrumpffestigkeit gegen Waschen und damit eine gute Dimentionsstabilisierung erzielt. Diese erfindungsgemäßen Effekte sind überraschend Verfahren zur Verbesserung der Knitter-, Reiß- und Scheuerfestigkeit von cellulosehaltigen! Textilgut

Anmelder:

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

Vertreter:

Dr.-Ing. P. K. Holzhäuser, Patentanwalt, 6050 Offenbach, Herrnstr. 37

Als Erfinder benannt:
Dr. Georg Heberlein,
Dr. Fritz Münzel, Wattwil (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 21. Mai 1959 (73 496),

vom 7. September 1959 (77 907), vom"7. Dezember 1959 (81541)

und sind für den Fachmann auf Grund der bisherigen Bestrahlungsversuche nicht zu erwarten gewesen. Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf folgenden Feststellungen:

Der Rückgang des Polymerisationsgrades von cellulosehaltigen! Textilgut beruht einmal darauf, daß bei Einwirkung der ionisierenden Strahlung die Moleküle gespalten werden. Diesen Abbau veranschaulicht die nachfolgende Tabelle 1:

	Tabelle	!	1
Eingestrahlte Dosis in	Röntgen		Primärer Abbau in " „ sofort nach Bestrahlung
5 · 10^J			5
10"'			8
5 · ΙΟ⁵			15
10«	25
10"	40

«W5M/540

Andererseits tritt aber auch ein sekundärer Abbau nach der Bestrahlung ein, der vermutlich darauf beruht, daß bei einer Bestrahlung in Gegenwart von Luftsauerstoff Wasserstoffperoxydgruppen gebildet werden, die im Laufe der Zeit einen Zerfall der Molekülketten hervorrufen. Diesen sekundären Abbau veranschaulicht die nachfolgende Tabelle 2:

Tabelle 2

Um einen zu weitgehenden Abbau der Cellulose zu vermeiden, muß sowohl der primäre als auch der sekundäre Abbau in tragbaren Grenzen gehalten werden. Durch die Einstrahlung einer mittleren bis kleinen Strählungsdosis kann ein starker Primärabbau vermieden werden. Um aber trotzdem die gewünschte Vernetzung der Celluloseketten zu erreichen, wird das Material erwärmt, wobei angenommen wird, daß sich die Wasserstoffoxydgruppen in Radikale umwandeln, welche ihrerseits durch die Wärmeeinwirkung miteinander reagieren und damit eine Vernetzung bzw. eine vernetzende Brückenbildung zwischen dem C-Atom der Molekülketten bewirken. Durch die so erfolgte Vernetzung wird andererseits aber auch der Sekundärabbau der Cellulose vermieden.

Es hat sich gezeigt, daß besonders günstige Voraussetzungen für die Vernetzung und einen möglichst geringen Abbau der Cellulose bestehen, wenn das zu bestrahlende cellulosehaltige Textilgut einen erhöhten Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 20%, vorzugsweise 30 bis 40°/q, Feuchtigkeit aufweist. Diese Maßnahme wirkt sich insbesondere bei der Durchführung der Bestrahlung in Gegenwart von Luft günstig aus.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf Textilgut aller Art, insbesondere Flächengebilde, anwenden. Es kommen in erster Linie Gewebe, Gewirke oder Faservliese aus nativer Cellulose wie Baumwolle oder aus regenerierter Cellulose oder solche Flächengebilde, enthaltend Fasern aus natürlicher und regenerierter Cellulose, in Betracht. Das Verfahren läßt sich aber auch auf Textilgarnen, -faden oder -zwirnen anwenden.

Als ionisierende Strahlung kommt in erster Linie eine Gamma- oder Röntgenstrahlung in Betracht, der erfindungsgemäße Effekt läßt sich aber auch mit Hilfe von Beta-Strahlen erzielen. Als Strahlungsquelle für die Gamma-Strahlung können z. B. Co⁶⁰, Cs¹³⁷ oder Spaltprodukte von U²³⁵ dienen. Die Dauer der Bestrahlung kann zwischen 10 Sekunden und 4 Stunden liegen, wobei eine Totaldosis zwischen ΙΟ³ und 10⁷ Röntgen, eingestrahlt wird. Das bestrahlte Textilgut wird vorzugsweise während einigen Sekunden bis-zu einigen Minuten mit Hilfe von. entsprechend erwärmter Luft oder inerten Gasen, Wasserdampf oder heißem Wasser erhitzt. Wird die Bestrahlung des Textilmaterials in Gegenwart von Luft vorgenommen, so erfolgt zweckmäßig eine Erwärmung auf 70 bis 80⁰C. Ist dagegen die Bestrahlung des Textilmaterials in Abwesenheit von Luft z. B. im Vakuum oder in einem inerten Gas erfolgt, so kann die Erhitzungstemperatur auf 50 bis 60⁰C reduziert werden.

Es ist auch möglich, die Bestrahlung und die Erwärmung des Textilgutes gleichzeitig vorzunehmen ίο und gegebenenfalls noch eine Nacherhitzung bei gleicher oder verschiedener Temperatur durchzuführen. Die Nacherhitzung kann unmittelbar nach der Bestrahlung oder auch erst einige Zeit später erfolgen, wobei auf den Sekundärabbau Rücksicht genommen werden muß.

Die Erfindung ist an Hand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Eine Imitat-P.opeline mit 36/19 Fäden per ¹U französischen Zoll und den englichen Garnnummern 40/30 in Kette und Schuß wird gesengt, entschlichtet und gebleicht. Hierauf wird es in Gegenwart von Luft von 2O⁰C der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle (Cs¹³⁷) während 15 Sekunden bei 20⁰C unterworfen, so daß eine Gesamtdosis von 0,25 ■ 10⁶ Röntgen in das Gewebe eingestrahlt wird. Das .Gewebe wird sodann mittels überhitztem Wasserdampf während etwa 10 Minuten auf etwa

8O⁰C erhitzt. Das behandelte Gewebe ist unlöslich aber noch quellbar in einer üblichen Kupferoxydammoniaklösung. Die Reißfestigkeit, in der Schußrichtung gemessen mit einem Pendelapparat, beträgt 20,8 kg per 2,5 cm Streifenbreite (22 kg beim unbehandelten Gewebe). Die Scheuerfestigkeit, gemessen mit einem Prüfapparat, enthaltend eine auf der Gewebeoberfläche rotierende Scheibe, die mit einem standardisierten Wolltuch bespannt ist, beträgt 96 800 Touren (13 800 Touren beim unbehandelten Gewebe). Der Durchschnitts-Polymerisationsgrad des Gewebes ist während der Behandlung von 1500 auf 1420 gesunken.

Beispiel 2

Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Mischgewebe, dessen Garne in Kette und Schuß aus 70% Baumwolle und 30% Zellwolle bestehen, wird im Vakuum der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle (Co⁰⁰) während 3 Stunden unterworfen, so daß eine Gesamtdosis von etwa 2 · 10° Röntgen in das Gewebe eingestrahlt wird. Das Gewebe wird sodann mittels eines Warmluftstroms während etwa 10 Minuten auf etwa 55°C erhitzt. Das behandelte Gewebe ist unlöslich aber noch quellbar in einer üblichen Kupferoxydammoniaklösung. Es weist gegenüber dem Ausgangsmaterial eine stark erhöhte Scherfestigkeit und eine nur unwesentlich verminderte Reißfestigkeit auf.

B e i s ρ i e 1 3

Baumwoll-Vollvoile mit 16/14 Fäden per '/4 französischen Zoll und den englichen Garnnummern 100/2 und 100/2 in Kette und Schuß wird gesengt, entschlichtet und gebleicht. Hierauf wird das Gewebe in Gegenwart von Luft von 20 "C der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle (Co⁰⁰) während 3 Stunden ausgesetzt, so daß eine Gesamtdosis von 1,1 · 10" Röntgen in das Gewebe eingestrahlt wird.

Das Gewebe wird sodann mittels eines Warmluftstroms während 5 Minuten auf 60⁰C erwärmt; es ist nach dieser Behandlung unlöslich aber noch quellbar in einer üblichen Kupferoxydammoniaklösung.

Abschnitte des behandelten Gewebes sowie des unbehandelten Ausgangsgewebes sind gemessen worden, dreimal einer 30minutigen Kochwäsche mit einer Seifenlösung unterworfen, in spannungslosem Zustand getrocknet und wieder gemessen worden, wobei folgende Resultate festgestellt werden konnten:

Behandeltes
Gewebe

Schrumpfung in Kettrichtung

Schrumpfung in Schußrichtung

1,3%
1,3%

Unbehandeltes Gewebe

5%
9%

Beispiel 4
Baumwoll-Vollmarquisette,

mercensiert mit

16/18 Fäden per >/-i französischen Zoll und den englischen Garnnummern 100/2 und 100/2 in Kette und Schuß wird, wie im Beispiel 3 beschrieben, bestrahlt und erwärmt.

Abschnitte des behandelten Gewebes sowie des unbehandelten Ausgangsmaterials werden, wie im Beispiel 3 beschrieben, gemessen, gewaschen, getrocknet und wieder gemessen, wobei folgende Resultate erzielt werden:

ausgesetzt und eine Gesamtdosis von 6 ■ 10⁵ Röntgen in das Gewebe eingestrahlt, hierauf wird es mittels eines warmen Luftstromes während etwa 5 Minuten auf 8O⁰C erhitzt. Das behandelte Gewebe ist unlös-Hch, aber noch quellbar in einer üblichen Kupferoxydammoniaklösung und weist, verglichen mit dem Ausgangsmaterial, eine stark erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Scheuerung und eine nur wenig verminderte Scheuerung und eine nur wenig verminderte Reißfestigkeit auf.

Beispiel 6

Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Baumwoll-Renforcegewebe, welches eine Feuchtigkeit von 40% aufweist, wird in Gegenwart von Luft einer Gamma-Strahlungsquelle (Co⁶⁰) ausgesetzt und eine Gesamtdosis von 8 · 10⁵ Röntgen in das Gewebe eingestrahlt; hierauf wird es während 5 Minuten durch Behandlung im kochenden Wasser erhitzt. Das Gewebe ist nach dieser Behandlung unlöslich, aber noch quellbar in einer üblichen Kupferoxydammoniaklösung und weist, verglichen mit dem Ausgangsmaterial eine stark erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Scheuerung auf, bei nur wenig verminderter Reißfestigkeit.

Schrumpfung in Kettrichtung

Schrumpfung in Schußrichtung

Behandeltes

Gewebe

2,1%
2,5%

Unbehandeltes Gewebe

35

12%
18%

40

Beispiel 5

Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Baumwollimitat-Popelingewebe, welches eine Feuchtigkeit von 35% aufweist, wird in Gegenwart von Luft der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle (Co⁶⁰)

Totale eingestrahlte Dosis
in Röntgen

Sekundärer Abbau in %
nach Tagen der Bestrahlung
Tage

Patentanspruch:

Verfahren zur Verbesserung der Knitter-, Reiß- und Scheuerfestigkeit von cellulosehaltigen! Textilgut durch ionisierende Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 20%, und vorzugsweise 30 bis 40% Feuchtigkeit aufweisendes Textilgut in Abwesenheit eines Modifizierungsmittels für Cellulose mit einer Totaldosis von 10³ bis 2 · 10⁶ REP bestrahlt wird und während der Bestrahlung bzw. nachfolgend durch Erwärmen auf mindestens 30⁰C, vorzugsweise 50 bis 8O⁰C, die C-Atome der Molekülketten vernetzt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1042 521;
USA.-Patentschrift Nr. 2 895 891;
Text. Res. Journ., 27 (1957), S. 87 bis 92
Chem. Zentralblatt, 1957, 8-8679).

809 599/540 S. 65 Q Bundesdruckerei Berlin