SK112696A3 - Fibre treatment - Google Patents

Description

Oblasť techniky

Ošetrenie vlákien

Vynález sa týka spôsobu zlepšenia vizuálneho vzhľadu lyocellových textílií.

Je známe, že chemicky vyrobené celulózové vlákno je možné vyrobiť rozpúšťadle do vytlačovaním roztoku celulózy vo vhodnom koagulačného kúpeľa.

Príklad takéhoto spôsobu je uvedený sa rozpustí v patentovom dokumente v rozpúšťadle, akým je

US-A-4 246 221. Celulóza napríklad terciálny aminN-oxid, napríklad N-methylmorfolin-N-oxid. Výsledný roztok sa následne pretlačuje cez vhodnú vytlačovaciu vodného kúpeľa za vzniku zostavy vlákien, ktorá vodou, čím sa odstráni rozpúšťadlo, a následne trubicu do sa premyje sa vysuš í.

Tento postup sa označuje ako „zvlákňovanie v rozpúšťadle a celulózové vlákno vyrobené týmto spôsobom sa označuj e ako celulózové vlákno „pradené v rozpúšťadle, alebo ako „lyocellové vlákno.

Lyocellové vlákno sa odli šuj e od celulózových vlákien vyrobených inými známymi spôsobmi, ktoré sú založené na vyrobení rozpustného chemického derivátu celulózy jeho následnom rozložení vedúcom k opätovnej izolácii celulózy, napríklad viskózový spôsob.

Výraz „lyocellové vlákno, ako je tu použitý, znamená celolózové vlákno získané spôsobom zvlákňovania v organickom rozpúšťadle obsahujúcom v podstate zmes organických zvlákňovanie chemických zložiek a vody, pričom samotné rozpúšťadle zahŕňa rozpustenie celulózy rozpúšťadle za vzniku roztoku, ktorý sa spradie bez vytvorenia derivátu celulózy. Výrazy v rozpúšťadle a „lyocellové sú synonymy. Výraz „lyocellová znamená priadzu, ktorá obsahuje v organickom v organickom do vlákna „celulózové vlákno, ako vlákno sú tu pradené použité, priadza, ako je tu použitý, lyocellové vlákno samotné alebo v kombinácii s ďalším typom alebo typmi vlákien. Výraz „lyocellová textília, ako je tu použitý, znamená textíliu tkanú alebo pletenú z priadzí, z ktorých aspoň niektoré sú lyocellové priadze.

Vlákna môžu vykazovať tendenciu fibrilovať, najmä pokiaľ sú vystavené mechanickému namáhaniu v mokrom stave.

K fibrilácii dochádza v prípade, že sa štruktúra vlákna pretrhne v j eho pozdĺžnom smere tak, ze sa z vlákna čiastočne oddelia jemné fibrily a poskytnú tak uvedenému vláknu a pletenej alebo tkanej textílii, v ktorej je toto vlákno obsiahnuté chlpatý vzhľad.

Farbená textília obsahuj úca fibrilované vlákno.

má tendenciu mat „opotrebovaný odtieň), co vizuálny vzhľad (t. j. má môže ' byť esteticky nežiadúce.

zmenený farebný

Dá sa predpokladať, ze fibrilácia je spôsobená mechanickým odieraním vlákien nasiaknutom stave.

v priebehu ich ošetrenia v mokrom alebo

Spôsoby ošetrenia za mokra, napríklad farbenie, vystavujú vlákna nevyhnutne mechanickému odieraniu. Vyššie teploty a dlhšia doba ošetrenia vodou vedú všeobecne k vzniku vyššieho stupňa fibrilácie. Ukázalo sa, že lyocellové vlákna sú omnoho citlivejšie, čo sa týka odierania, než ostatné typy celulózových vlákien, najmä než bavlna, u ktorej je tendencia fibrilovať veľmi malá.

Cieľom vynálezu je teda poskytnúť farbenú lyocellovú textíliu, ktorá by nevykazovala „opotrebovaný vzhľad a to ani po opakovanom praní v práčke. Toto zlepšenie sa bude ďalej označovať ako zlepšenie farebných vlastností lyocellovej textílie. Výraz „farebné vlastnosti, ako je tu použitý, je potrebné odlíšiť od výrazov „rovnomerná ofarbiteľnosť a „egálne vyfarbenie, ktoré sa v danom obore bežne používajú.

Rovnomernosť vyfarbenia sa spravidla opakovaným praním nemení. Bavlna je prírodné vlákno a jeho ofarbiteľnosť sa mení vlákno od vlákna. Na druhej strane lyocellové vlákna sa vyrábajú riadeným výrobným procesom a vykazujú teda rovnomernú ofarbiteľnosť. Bavlna nefibriluje a jej farebné vlastnosti sa teda v priebehu spracovania alebo prania nemenia. Farebné vlastnosti známych lyocellových textílií môžu meniť farebné vlastnosti v závislosti na type ošetrenia ktorému sú podrobené.

Opakované pranie je napríklad vlastností jednou z príčin lyocellovej ošetrenie fibrilácie textílie, a zhoršenia farebných pričom enzymatické (ošetrenie pomocou celulázy) odstraňuje fibrily a všeobecne zlepšuje farebné vlastnosti textílie.

Známy stav techniky

Mnoho rokov podľa ktorého sú je už známy spôsob spracovania bavlnené vlákna, najmä vo forme vlákien, priadze alebo textílie, vystavené procesu označovanému ako mercerovanie. Mercerovanie je založené na ošetrení vlákien silnou alkáliou, spravidla vodným hydroxidom sodným, následnom prepláchnutí vodou a riedenou kyselinou ktorej úlohou je odstrániť, uvedenú alkáliu, a vysušenie.

Bavlnená priadza a textília môžu byť. v priebehu ošetrenia priadze alebo textílie zásadou držané v napnutom stave.

Dôvody mercerovania sú nasledujúce:

1)zvýšenie výdatnosti farbiva pri farbení alebo potlačovaní,

2) zlepšenie ľahkosti údržby textílie,

3) zvýšenie lesku vlákien (pokiaľ sa bavlna drží v priebehu mercerovania v napnutom stave) a

4) dosiahnutie rovnomernejšej ofarbiteľnosti.

Bavlnené vlákna sú potiahnuté minerálnymi voskami a pektínami, ktoré sa odstraňujú práve ošetrením pomocou vodnej zásady. Odstraňovanie týchto nečistôt zvyšuje absorbčnú schopností a prijímateľnosť farbiva u bavlnených vlákien. Pokiaľ bavlna obsahuje vysoký podiel tenkostenných nezrelých vlákien, dôjde pri mercerovaní k nasiaknutiu týchto vlákien a k ich výdatnejšiemu sfarbeniu, než u vyzretých vlákien, čo napomáha rovnomernému sfarbeniu.

Je dobre známe, že chemicky vyrobené celulózové vlákna, akými sú napríklad vlákna umelého viskózového hodvábu a meďnatého hodvábu, majú prirodzene vysokú schopnosť prijímať farbivo a vysoký lesk, všeobecne vyššiu než bavlna. Rovnako je známe, že tieto hodvábne vlákna neobsahujú žiadne necelulózové voskové prímesi a že hodvábne vlákna sú omnoho menej odolné proti pôsobeniu hydroxidu sodného než bavlna. Pokiaľ sa hodvábne vlákno merceruje s použitím 10 až 30 hmotnostných percent vodného hydroxidu sodného, čo je množstvo, ktoré by sa malo použiť v prípade bavlny, vlákna stvrdnú, stávajú sa lámavejšie, stratia lesk a môžu sa čiastočne v uvedenom merceračnom roztoku rozpustiť. Pokiaľ sa hodvábna textília napustená takto silným roztokom hydroxidu sodného premyje vodou, stane sa nasiaknutou stráca takmer všetku svoju pevnosť, co ma za následok to, sz ze táto textília veľmi ľahko podľahne mechanickému poškodeniu.

Podstata vynálezu

Cieľom vynálezu teda je poskytnúť spôsob zlepšenia farebných vlastností lyocellového vlákna, ktorého podstata je založená na tom, že zahŕňa mercerovanie vlákna.

Lyocellové vlákno môže byť podrobené mercerovaniu vo forme staplového vlákna, kúdele, kontinuálnych vlákien, spriadanej priadze alebo lyocellovej textílie, pričom ako výhodné sa javí mercerovanie lyocellovej textílie.

Typický merceračný postup bavlnenej priadze alebo textílie zahŕňa:

(1) zmáčanie bavlny roztokom žieravého nxatronu (hydroxidu sodného, 10 až 30, častejšie 20 až 25 hmotnost. % hydroxidu sodného vo vode) pri teplote okolia alebo mierne zvýšenej teplote, napríklad až pri teplote 35°C;

(la) prípadné premytie bavlny vodou;

(2) okyslenie nariedeným vodným roztokom kyseliny (napríklad až 3, výhodne 1 až 3 hmotnostných % anorganickej kyseliny, ako je napríklad kyselina sírová alebo chlorovodíková, alebo organické kyseliny, akou je napríklad kyselina octová;

(3) premytie jedenkrát alebo niekoľkokrát vodou s účelom odstránenia kyseliny; konečný preplachovací kúpeľ môže prípadne obsahovať ľahko alkalické zmäkčovadlo, ktorého úlohou je neutralizovať posledné stopy kyseliny; a (4) sušenie bavlny, napríklad vo vzduchovom sušiaku počas 15 až 20 minút pri teplote približne 120°C, alebo iným bežne používaným spôsobom.

Podobné podmienky a vybavenie sú vhodné pre lyocellové vlákno.

Veľkým prekvapením je, že pre lyocellové vlákno, ktoré je chemicky vyrobeným celulózovým vláknom, môže byť ošetrenie silnou zásadou v merceračnom procese postačujúce. U ostatných chemicky vyrobených celulózových vlákien, napríklad vlákien viskózového hodvábu alebo meďnatého hodvábu, dochádza za týchto podmienok k vážnemu poškodeniu.

Lyocellové vlákno ošetrené spôsobom podľa vynálezu môže byt následne farbené známym spôsobom pomocou farbív určených na celulózu. Farbená lyocellová textília obsahujúca vlákno ošetrené spôsobom podľa vynálezu má dobré farebné vlastnosti a uchováva si tieto vlastnosti i pri opakovanom praní. U tejto textílie je omnoho menej zrejmý „opotrebovaný vzhľad v porovnaní s textíliou vystavenou rovnakým spracovateľským krokom, ale s vynechaním merceračného ošetrenia podľa vynálezu.

Procedúry, v ktorých chemickými reakčnými sa lyocellové vlákno ošetrí rôznymi činidlami, napríklad sieťovacím činidlom, ktoré redukujú vlákien fibrilovať, sú stupeň fibrilácie a/alebo tendencie všeobecne známe.

Tieto procedúry spravidla spôsobujú vlákna. Avšak tieto zlepšenie farebných procedúry môžu mati.

vlastností tohto určité nedostatky spočívajúce v tom, ktorých sa dosiahlo že zlepšenie farebných vlastností, práve pomocou týchto procedúr, nie je trvalé. Farebné vlastnosti uvedeného vlákna sa môžu zhoršovaŕ napríklad v priebehu opakovaného prania. Okrem toho, tieto známe procedúry môžu zhoršiť, ofarbiteľnosť alebo fyzikálne vlastnosti vlákna. Spôsob podľa vynálezu má výhodu oproti týmto známym procedúram, ktorý je založený na tom, že zlepšené farebné vlastnosti dosiahnuté týmto spôsobom sú trvalé i v priebehu opakovaného prania a mercerované vlákno má dobrú ofarbiteľnosť a dobré fyzikálne vlastnosti. Lyocellová textília obsahujúca lyocellové vlákno ošetrené spôsobom podľa vynálezu vykazuj e charakteristickú atraktívnu splývavosť a mäkkosť na ohmat, ktorá je lyocellovým textíliám vlastná.

Dôvod dosiahnutý farebných vlastností, spôsobom podľa zlepšenia vynálezu, nie je ozrejmený.

Nemercerované a mercerované vzorky ktorý bol dostatočne lyocellových textílií sa pod mikroskopom javia dosť podobne, najmä čo sa týka ich stupňa fibrilácie, za predpokladu, že boli inak spracované rovnakým spôsobom s použitím zhodných spracovateľských krokov a podmienok.

Lyocellové vlákno alebo textília, najmä textília, ošetrená spôsobom podľa vynálezu môžu byú následne ošetrené známym spôsobom spočívajúcom v ošetrení vodným roztokom celulózového enzýmu, ktorého úlohou je odstránenie fibríl z textílie. V súčasnosti je komerčne dostupný celý rad celulázových preparácií vhodných pre ošetrenie celulózových textílií. Mercerovanie spravidla robí celulózové textílie tvrdšími na ohmat, pričom sa prekvapivo zistilo, že práve ošetrenie mercerovanej textílie celulázovou preparáciou tieto textílie zmäkčuje a to v neočakávane veľkom rozsahu.

Stupeň fibrilácie lyocellových vlákien a textílií môže byt posudzovaný na základe nasledujúcich testovacích metód:

Testovacia metóda (stanovenie fibrilácie)

V danom obore neexistuje žiadna univerzálne prijatá štandartná metóda pre určovanie fibrilácie. Pre stanovenie v rámci vynálezu bude použitá nasledujúca metóda, ktorá stanovuje tzv. Fibrilačný index (F.I). Vzorky vlákien sa usporiadali do sérií ukazujúcich vzrastajúci stupeň fibrilácie. Potom sa zmerala štandartná dĺžka vlákna pre každú vzorku a zrátal sa počet fibríl (jemných chĺpkov vybiehajúcich z hlavného štandartnej dĺžky. Zmerala tela vlákna) sa dĺžka každej pozdĺž jeho fibrily a pre každé vlákno sa určil dohodnutý počet, ktorým je počet fibríl vynásobený priemernou dĺžkou každej fibrily. Vlákno vykazujúce najvyššiu hodnotu sa potom identifikovalo ako najvyššou mierou fibrilované vlákno a priradil sa mu

Úplne nefibrilované vlákno malo potom fibrilačný index a zostávajúce vlákna sa rovnomerne usporiadali medzi tieto medzné hodnoty fibrilačného indexu v závislosti na ich mikroskopicky zmeraných vyššie špecifikovaných zmluvných číslach.

Takto zmerané vlákna sa následne použili k vytvoreniu štandartnej stupnice. Pre stanovenie fibrilačného indexu ľubovoľného ďalšieho vzorku vlákna, sa pod mikroskopom vizuálne porovnalo päť alebo desať vlákien s vláknami už vytvorenej štandartnej stupnice. Vizuálne určené počty pre každé vlákno sa následne spriemerovali, čím sa získal fibrilačný index pre danú testovanú vzorku. Je zrejmé, že vizuálne stanovenie a spriemerovanie je omnoho rýchlej šie než meranie a naviac sa dá konštatoval, že je i presné vzhľadom k zisteniu, že odborníci v danom obore sa vo svojich stanoveniach fibrilačných indexov vlákien pri použití tejto metódy zhodovali.

Fibrilačný index textílií je možné určovať na vláknach vytiahnutých z povrchu textílie. Tkané a pletené textílie majúce fibrilačný index vyšší než približne 2 až 2,5 vykazujú nepekný vzhľad.

Vynález bude ďalej objasnený pomocou nasledujúcich príkladov, ktoré však majú iba ilustračný charakter a nijako neobmedzujú rozsah vynálezu, ktorý je jednoznačne vymedzený priloženými patentovými nárokmi. Všetky množstvá a koncentrácie použité v nasledujúcich príkladoch je potrebné považovať za hmotnostné, pokiaľ nie je stanovené inak.

Príklady prevedenia vynálezu

Príklad 1

Kúsok 2x1 keprovej textílie (190g/m²) utkanej priadze Tencel 20tex (vlákno l,7dtex) sa pripravil zo 100% tak, že sa v rozvinutom stave vypieral pri teplote

90°C pomocou uhličitanu sodného a aniontového detergentu a následne sa pri teplote 140°C sušil v bubnovej sušičke.

(Tencel je obchodné označenie

Courtaulds Fibers (houldings) pre lyocell) . Za účelom mercerovania sa vzorka textílie na dobu sekúnd ponorila pri izbovej teplote do

14% vodného roztoku hydroxidu sodného a mandľovala za vzniku 70% prírastku. Textília sa prepláchla vo vode pri teplote 95°C, neutralizovala sa vo vode obsahujúcej lml/1 kyseliny

Takto ošetrená (mercerovaná) text í 1ia sa farbila spoločne so vzorkou neošetrenej textílie rotačnom laboratórnom farbiacom stroji s použitím kúpeľa obsahujúceho

4% farbivo označené ako Procion

Blue

HE-GN (Procion je obchodné označenie Zeneca plc),

0g/l

Glauberovej soli a

20g/l kalciovanej sódy. Ošetrená textília získala farbením sýtejší odtieň než neošetrená vzorka.

Obidve vzorky textílie sa následne celkom 5 krát vyprali pri 60°C a vysušili v sušičke. Vzhľad ošetrenej vzorky bol omnoho menej opotrebovaný než vzhľad neošetrenej kontrolnej vzorky.

Pod mikroskopom sa fibrily ošetrenej vzorky j avili kratšie než fibrily kontrolnej vzorky a pôsobili tak, ako by sa držali alebo boli prilepené k hlavnej časti (telu) vlákna.

Zo vzoriek textílie sa izolovali vlákna určené pre stanovenie fibrilačného indexu vyššie popísanou metódou.

Fibrilačný index vlákien z neošetrenej kontrolnej vzorky a vzorka ošetrenej textílie boli 5,2 resp. 3,1. Vzhľad mercerovanej textílie bol napriek relatívne vysokému fibrilačnému indexu postačujúci.

Príklad 2

Vzorka textílie Tencel, ktorá sa použila v príklade 1, sa ošetrila (mercerovala) a farbila rovnako ako v spomínanom príklade 1 s výnimkou toho, že sa pre mercerovanie použil

25% roztok hydroxidu sodného. Ošetrená vzorka a neošetrená kontrolná vzorka sa raz vyprali. Po tomto vypraní sa pozorovaním zistilo, že u neošetrenej vzorky je fibrilácia evidentnej šia. Vzorky oboch textílií sa následne ponorili do vodného roztoku obsahujúceho 3ml/l Primafastu 100 (celulázová preparácia dostupná od spoločnosti Genencor) (Primafast je jej obchodné označenie) pri pH 5,0 počas 60 minút a pri teplote 55°C s cieľom odstrániť fibrily, prepláchli a vysušili.

Potom sa obidve vzorky päťkrát vyprali spôsobom popísaným v príklade 1. Fibrilačný index vlákien izolovaných z oboch vzoriek textílie bol 2,0. Aj tak však vzhľad ošetrenej vzorky bol omnoho čistejší a menej opotrebovaný než vzhľad neošetrenej kontrolnej vzorky. Na ohmat pôsobili obidve vzorky mäkko. Vzorka mercerovanej a celulázou ošetrenej textílie pôsobila na ohmat omnoho mäkšie než vzorka, ktorá nebola ošetrená celulázou.

Claims (4)

1. Spôsob zlepšenia vlákna,

NÁROKY farebných vlastností ý m, že zahŕňa lyocellového mercerovanie vlákna.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačený tým, že uvedené lyocellové vlákno je prítomné v lyocellovej textílii.

3 . Spôsob podľa nároku 1 alebo

2, vyznačený tým, že sa uvedené lyocellové vlákno následne ošetrí roztokom celulázového enzýmu.

4. Spôsob podľa niektorého z predchádzajúcich nárokov, tým, že sa uvedené lyocellové vlákno následne farbí.