<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Behandlung von Fäden, Fasern, Geweben oder Teppichen und Mittel zur Durchführung des Verfahrens
Seit langem hat man versucht, den Verschleisswiderstand von Teppichen zu erhöhen bzw. sie beim
Gebrauch vor Verschmutzungen zu schützen, die sie z. B. durch die Schuhe erleiden. Es wurden verschie- dene Verbesserungen vorgeschlagen, die jedoch nicht voll befriedigend waren.
So hat man versucht, gewebte Produkte oder Fäden mit Kieselsäure in Form mehr oder weniger hy- dratisiertem Siliziumdioxyd zu behandeln, indem man ein wasserlösliches Silikat zersetzte oder indem man thermisch oder durch Hydrolyse ein Äthyl- oder Methylsilikat zersetzte. In all diesen Fällen verändert sich das auf den Fasern abgelagerte Kieselsäuregel mit der Zeit rasch und die zuerst erhaltenen her- vorragenden Effekte verändern sich sehr schnell und bieten dadurch schwerwiegende Nachteile.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, Gewebe (oder die Fäden vor dem Weben) mit Suspensionen kolloidaler Kieselsäure, wobei die Teilchen sehr geringe Abmessungen (zwischen 0,010 und 0,030 ) aufweisen, zu behandeln.
Es wurden dabei wohl klare Verbesserungen beobachtet, jedoch sind die erzielbaren Resultate durch die Unmöglichkeit begrenzt, auf den Fasern von Geweben eine genügende Menge dieser ultrafeinen Kieselsäure abzulagern, ohne dass die gewebten Produkte ein staubiges, rauhes oder pappartiges Aussehen aufweisen.
Es ist erforderlich, dass die Gewebe selbst für die Aufnahme geringer Mengen Kieselsäure mit Weichmachern oder einem Emulgator behandelt werden, welche Produkte hydrophil oder oberflächenaktiv sind, also Eigenschaften, die den Geweben die bekannten Nachteile verleihen. Es wurde ferner vorgeschlagen, Teppiche mit Emulsionen oder Lösungen gewisser Kunstharze zu behandeln, wobei wohl gewisse Verbesserungen erzielt wurden, die aber doch auch ungenügend und mit Nachteilen verbunden sind.
Aus Melliand, Band 31, Seite 731 geht hervor, dass es bekannt ist, Textilien durch Behandeln mit organischen Alkyltitanatlösungen zu veredeln. Den Behandlungslösungen kann auch ein hydrophobes Mittel zugesetzt werden.
EMI1.1
organischen Lösung der Kondensationsprodukte von Estern der o-Titansäure und der basischen Metallsalze und der höheren Fettsäuren oder Harzsäuren unter Zusatz von wasserabweisenden Stoffen beschrieben.
Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf die Verbesserung des Verschleisswiderstandes und der Antischmutzwirkung.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Behandlung von Fäden, Fasern, Geweben oder Teppichen zwecks Verbesserung ihres Verschleisswiderstandes und um sie gegen trockene Verschmutzungen zu schützen, besteht nun darin, dass man sie mit einer wasserfreien Lösung eines Alkyltitanates der Formel.Ti (OR) , wo- bei R ein Alkylradikal bedeutet, in einem organischen Lösungsmittel, dem gegebenenfalls ein Phenylund/oder Rizinyltitanat zugesetzt ist, imprägniert und hierauf bei einer Temperatur zwischen 60 und 1600 C trocknet, wobei die genannte Lösung 8i02 in Form von kolloidalem Si02 und/oder einen Ester der Kieselsäure, vorzugsweise Äthyl- oder Methylsilikat, enthält.
Die so erhaltenen Gewebe weisen eine bedeutende Verbesserung des Verschleisswiderstandes und zu gleicher Zeit grossen Schutz gegen trockene Verschmutzung (mehr oder weniger farbige Stäube) auf.
So erhält man mit einer 10 Gew.-f Butyltitanat enthaltenden Trichloräthylenlösung, zu der man
<Desc/Clms Page number 2>
3% kolliodale Kieselsäure fügte, Gewebe, die nach Behandlung mit dieser Lösung stark verbesserten Verschleisswiderstand besitzen, wobei deren Schutz gegen trockene Verschmutzung unvergleichbar geworden ist, weil die vor der Behandlung hydrophilen Gewebe relativ hydrophob geworden sind, was sehr günstig ist.
Die erzielten Effekte sind viel besser und unvergleichbar mit jenen, die man nur mit Butyltitanat allein oder nur mit kolloidaler Kieselsäure allein erzielt. Es ist ohne Zweifel so und die Beobachtungen bestätigen dies, dass der Zusatz der kolloidalen Kieselsäure, selbst in sehr geringen Mengen, einen bedeutenden Einfluss auf das Alkyltitanat ausübt, indem sie dessen Wirkung auf die Textilfasern modifiziert. Es scheint, dass die Polymerisation bei der Trocknung modifiziert wird. Weiters sind die kolloidalen Eigenschaften der Lösung und des am Gewebe fixierten Produktes in günstiger Weise modifiziert.
Weiters wurde gefunden, dass die oben beschriebene kolloidale Kieselsäure zur Gänze oder zum Teil durch Äthylsilikat (oder Methylsilikat) ersetzt werden kann, wobei die erhaltenen Effekte zwar geringer aber durchaus brauchbar sind, jedoch werden die Lösungen mit der Zeit instabil, wodurch deren Anwendungsmöglichkeiten begrenzt sind.
Die Erfindung betrifft weiters folgende Massnahmen, einzeln oder in allen Kombinationen :
EMI2.1
kolloidale Kieselsäure oder Silikat, vorzugsweise zwischen 1 und 3 %.
So gibt eine Lösung, die 8-10 Gew.-% Alkyltitanat (ausgedrückt als reines Titanat) und 2, 5 - 3 go kolloidale Kieselsäure (ausgedrückt als SiOz) enthält, ausgezeichnete Resultate, wobei jedoch die anzu-
EMI2.2
sprechend eingestellt werden, z. B. indem man Versuche vornimmt.
2. Das Alkyltitanat ist in vielen Fällen vorzugsweise das Butyltitanat, jedoch kann es ersetzt werden, vorzugsweise nur zum Teil, durch Isopropyl-oder Octyltitanat, wodurch bestimmte in zweiter Linie gewünschte Ergebnisse hervorgerufen werden können, indem man eines dieser Alkyltitanate zum Butyltitanat zusetzt. Auch Rizinyl-und/oder Phenyltitanat können zugesetzt werden.
3. Die besten Ergebnisse wurden erhalten, wenn man als Lösungsmittel Trichloräthylen oder Perchloräthylen verwendet, wobei aber auch andere organische Lösungsmittel verwendet werden können, wenn sie gute Lösungsmittel für die verwendeten Titanester sind und wenn sie auf diese oder auf die Gewebe nicht einwirken. Die Wahl des oder der Lösungsmittel hängt vom jeweils vorliegenden Fall ab.
Das Alkyltitanat entspricht der allgemeinen Formel Ti (OR), worin R ein Alkylradikal unterschiedlichen Molgewichts sein kann. Das Butyltitanat der Formel Ti(OCH) wird z. B. durch Einwirkung von TiCl auf Butylalkohol erhalten, worauf man neutralisiert und das Chlor in Form des Chlorides entfernt.
Die kolloidale Kieselsäure, in Form sphärischer Teilchen von sehr geringen Abmessungen (0,010 bis 0, 030 u), wird vorzugsweise bei hoher Temperatur durch Verbrennung von SiCl4 in Wasserstoff und in Gegenwart von Sauerstoff wie bekannt erhalten.
Gemäss der Erfindung kann : a) die Behandlung von Geweben (oder Fäden) durch Imprägnierung mittels Eintauchen erfolgen, wobei manin diesem Falle die Konzentration der Lösung derart einstellt, dass die in das Gewebe (oder in die Fäden) einzuführenden Mengen an Alkyltitanat und an kolloidaler Kieselsäure, die zur Hervorrufung brauchbarer Ergebnisse erforderlich sind, vorliegen. In der Regel sollen die Plüsch-oder Velourteppiche 2 - 4go kolloidale Kieselsäure und 3 - 8% Alkyltitanat binden. b) die Behandlung kann auch so erfolgen, dass man die Lösung auf die Oberfläche des zu behandelnden Gewebes aufsprüht. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die Aufsprühung von 400 bis 500 cm3/m2 einer Lösung mit 5 - 10 Gew. -0/0 Alkyltitanat und 1 -3 % kolloidaler Kieselsäure sehr zufriedenstellende Resultate ergibt.
Die Art dieser Lösungen ergibt eine brauchbare Durchdringung und Verteilung.
Die so behandelten Gewebe können nach ihrem Gebrauch gereinigt werden, wobei man sie in bekannter Weise"Trockenreinigen"oder mittels Seife waschen kann, ohne dass die ihnen durch die erfindungsgemässe Behandlung verliehenen Eigenschaften merkbar beeinträchtigt würden.
Weiters wurde festgestellt, dass nachher (oder selbst vor der Reinigung) dieselben Gewebe neuerlich durch Besprühen mit einer gleichen Lösung behandelt werden können (oder mit einer mehr oder weniger konzentrierten Lösung) um je nach Fall deren Eigenschaften und deren Schutz zu verbessern.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Behandlung ergibt ausgezeichnete Ergebnisse an Plüsch- oder Velourwollteppichen unterschiedlicher Qualität, jedoch werden auch gleiche oder manchmal sogar bessere Effekte an Geweben aus synthetischen Fasern, Acrylfasern, Nylon, Jute, Leinen, Baumwolle und Kunstwolle, sowie aus Mischungen verschiedener Fasern erhalten.
Die mit Hilfe der oben genannten Lösungen erzielten Effekte können hinsichtlich anderer Merkmale dadurch verbessert werden, indem man den Lösungen andere Bestandteile zwecks Verleihung oder Erhöhung der Hydrophobie oder Weichheit u. dgl., einverleibt, wobei auf diese Möglichkeiten in einer weiteren Patentschrift hingewiesen werden wird.
Die Erfindung umfasst auch als neue industrielle Produkte die Behandlungslösungen für die Gewebe wie sie oben genannt wurden sowie die nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelten Fäden, Fasern, Gewebe und Teppiche.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne dass diese jedoch darauf beschränkt sein soll.
Beispiel l : Man bereitet bei gewöhnlicher Temperatur eine Lösung folgender Zusammensetzung :
EMI3.1
<tb>
<tb> Trichloräthylen <SEP> 1000 <SEP> g
<tb> Butyltitanat <SEP> (etwa <SEP> 13 <SEP> Ti) <SEP> 80 <SEP> g
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure <SEP> 30 <SEP> g
<tb> (0, <SEP> 010-0, <SEP> ze
<tb>
EMI3.2
Man besprüht die Oberfläche eines weissen Wollplüsches aus der Fabrikation mit 300 g der Lösung pro Quadratmeter. Es wird eine gute Durchdringung der Lösung bemerkt, worauf man in einem belüfteten Trockenschrank während einer Stunde bei etwa 900 C trocknet.
Zwecks Vergleiches des Verschleisswiderstandes wird ein behandelter und nichtbehandelter Plüsch am Abriebmessgerät geprüft. Die nichtbehandelte Probe ist nach 2500 Umdrehungen verbraucht, während die behandelte Probe auch nach 3000 Umdrehungen noch nicht vollständig verbraucht ist. Dies zeigt, dass der Verschleisswiderstand (Abrieb) mindestens um das 10 - 12-fache grösser geworden ist.
Beim Kontrollversuch bezüglich des Schutzes gegen trockene Verschmutzung durch verschiedene Stäube und Russe bemerkt man nach gleichen Zeiten an einer unbehandelten Probe, dass diese gänzlich und gründlich graufarbig verschmutzt ist, während eine behandelte Probe ein Aussehen bewahrt hat, das jenem einer nicht dem Test unterworfenen Probe ähnelt, wobei das ursprüngliche Aussehen nahezu vollkommen nach einem einfachen Durchgang durch einen üblichen Absauger wiedergewonnen wird.
Der behandelte Plüsch wurde, nachdem er der obengenannten kräftigen Verschmutzung unterworfen worden war in bekannter Weise trocken gereinigt, wonach man feststellte, dass seine Eigenschaften nahezu gleich geblieben sind und dieselben Ergebnisse bei der Kontrolle des Verschleisswiderstandes und derselbe Schutz gegen trockene Verschmutzung erzielt wurde.
Ein gleicher Plüsch (im selben Stadium) wurde durch Waschen mit gewöhnlicher Seife gereinigt, wobei seine Eigenschaften gleichblieben.
Beispiel 2 : Es wird folgende Lösung hergestellt :
EMI3.3
<tb>
<tb> Trichloräthylen <SEP> 100u <SEP> g
<tb> Butyltitanat <SEP> (etwa <SEP> 13 <SEP> % <SEP> Ti) <SEP> 40 <SEP> g
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure <SEP> 8g
<tb> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
Ein weisser Plüsch, bestehend aus einer Mischung von Wolle und Kunstwolle, wird während einiger Minuten bei Raumtemperatur in die Lösung getaucht.
Man trocknet ihn an der Luft und sodann in einem belüfteten Trockenschrank während 2 Stunden bei 1000 C.
Die Ergebnisse sind vergleichbar mit jenen gemäss Beispiel 1, jedoch nicht besser, was zeigt, dass das Besprühen in der Mehrzahl der vorkommenden Fälle ausreichend ist.
<Desc/Clms Page number 4>
Beispiel 3 : Fäden aus Wolle-Kunstwolle-Mischung werden einige Minuten bei Raumtemperatur in die Lösung gemäss Beispiel 2 getaucht, sodann an der Luft und hierauf in einem belüfteten Trockenschrank bei 100 - 1100 C getrocknet.
Ein aus diesen Fäden gewebter Plüsch besitzt die Merkmale wie jene gemäss den Beispielen 1 und 2, einen sehr verbesserten Verschleisswiderstand und einen guten Schutz gegen trockene Verschmutzungen.
Beispiel 4 : Man stellt folgende Lösung her :
EMI4.1
<tb>
<tb> Perchloräthylen <SEP> 1000 <SEP> g
<tb> Butyltitanat <SEP> (mit <SEP> 13 <SEP> % <SEP> Ti) <SEP> 50g
<tb> Phenyltitanat <SEP> 20 <SEP> g
<tb> Kolloidale <SEP> Kieselsäure <SEP> 10 <SEP> g
<tb> (wie <SEP> in <SEP> Beispiel <SEP> 1)
<tb>
Ein Wollplüsch wird mit dieser Lösung wie in Beispiel l besprüht, wobei 450 g Lösung pro Quadratmeter aufgebracht werden, worauf man während einer Stunde bei 100-120 C trocknet.
Man erhält einen behandelten Plüsch mit den Merkmalen des Verschleisswiderstandes und des Schutzes gegen trockene Verschmutzung wie in Beispiel 1, jedoch ist er weicher und die hydrophoben Eigenschaften sind besser und auch der Schutz gegen Flecken, hervorgerufen durch wässerige, farbige Flüssigkeiten, ist verbessert.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von Fäden, Fasern, Geweben oder Teppichen zwecks Verbesserung ihres Verschleisswiderstandes und um sie gegen trockene Verschmutzungen zu schützen, dadurch gekennzeichnet, dass man sie mit einer wasserfreien Lösung eines Alkyltitanates der Formel Ti (OR), wobei R ein Alkylradikal bedeutet, in einem organischen Lösungsmittel, dem gegebenenfalls noch ein Phenylund/oder Rizinyltitanat zugesetzt ist, imprägniert und hierauf bei, einer Temperatur zwischen 60 und
EMI4.2