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Mindestens teilweise aus Cellulose bestehendes Textilgut mit verbesserten mechanischen Eigenschaften und Verfahren zur Herstellung desselben
Im Stammpatent Nr. 270576 ist ein mindestens teilweise aus Cellulose mit vorzugsweise bis zum Unlöslichwerden in Kupferoxydammoniak erhöhtem zwischenmolekularem Zusammenhang bestehendes Textilgut wie Fäden, Garne und insbesondere textile Flächengebilde, mit gegenüber konventionell vernetztem Textilgut erhöhter mechanischer Festigkeit, insbesondere erhöhter Scheuerfestigkeit angegeben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass dieses Textilgut aus Fasern und Garnen besteht, bei denen die den zwischenmolekularen Zusammenhang erhöhenden Querbrücken im wesentlichen gleichmässig über die ganze Länge der Garne und der einzelnen Cellulosefasern,
und im Falle von textilen Flächengebilden auch im wesentlichen gleichmässig über Vorder- und Rückseite des textilen Flächengebildes verteilt sind, und bei denen die Verteilung dieser Querbrücken üder den Querschnitt der Garne und der einzelnen Cellulosefasern weitgehend symmetrisch ist, wobei aber die Zahl dieser Querbrücken in den an der Oberfläche der Cellulosefasern gelegenen Bereichen erheblich geringer ist als im Fasernkern, und wobei gegebenenfalls die an und nahe der Garnoberfläche liegenden Cellulosefasern einen im Mittel niedrigeren Vernetzungsgrad aufweisen als die im Garnkern befindlichen.
Es ist nun gefunden worden, dass der mit an sich bekannten Veredlungsmitteln erzielte Veredlungeffekt besser ist, wenn das mindestens teilweise aus Cellulose bestehende Fasermaterial in den höchstens schwach vernetzten peripheren Faserbereichen an sich bekannte pro Molekül an höchstens eine cellulosische Hydroxylgruppe gebundene Veredlungsmittel enthält.
Weiters ist im Stammpatent ein Verfahren zur Herstellung eines Textilgutes beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man zur Erhöhung des zwischenmolekularen Zusammenhanges von Cellulose befähigte Veredlungsmittel, insbesondere zur Brückenbildung zwischen mindestens zwei Hydroxylgruppen befähigte Vernetzungsmittel, zusammen mit Reaktionskatalysatoren und gegebenenfalls weiteren Agentien auf das Textilgut aufbringt, worauf man frühestens unmittelbar nach dem Aufbringen, spätestens aber während des waschfesten Fixierens des brückenbildenden Verdlungsmittels auf dem Textilgut, das molare Verhältnis der drei bei der Brückenbildung in Wechselwirkung tretenden Komponenten a) für die Brückenbildung verfügbare Hydroxylgruppen, b) zur Erhöhung des zwischenmolekularen Zusammenhanges der Cellulose befähigtes Veredlungsmittel, und c)
wirksame Menge des Reaktionskatalysators, so verändert, dass in den aussen bzw. an der Oberfläche der Einzelfasern und gegebenenfalls Garne gelegenen Bereichen das Verhältnis der Zahl der für eine Brückenbildung mit dem Veredlungsmittel verfügbaren Hydroxylgruppen zur wirksamen Konzentration mindestens einer der beiden andern Komponenten grösser wird als im Kern der Einzelfasern bzw. gegebenenfalls Garne, wonach man das Veredlungsmittel unter Erhöhung des zwischenmolekularen Zusammenhanges der Cellulose waschfest auf dem Textilgut fixiert, vorzugsweise durch eine Wärmebehandlung.
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Das vorliegende Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man anschliessend an sich bekannte, pro Molekül an höchstens eine cellulosische Hydroxylgruppe gebundene Veredlangsmittel auf die noch zugänglichen Faserbereiche aufbringt.
Als Veredlungsmittel, welche auf dem kernvernetzten Fasermaterial bessere Effekte ergeben. seien genannt :
1. Hydrophobierungsmittel, flammfest, öl-oder schmutzabweisend machende Agentien, Weichmacher und weitere an sich bekannte Hilfsmittel, die auf das Fasermaterial aufgebracht und gegebenenfalls unter Reaktion mit den noch zugänglichen Faserbereichen waschfest darauf fixiert werden. Man erhält bessere Veredlungseffekte mit höchstens gleich grossen Mengen an Veredlungsmitteln im Vergleich zu einer Applikation des gleichen Veredlungsmittels auf nicht kernvernetztes Fasermaterial, oder mindestens gleich gute Veredlungseffekte mit geringeren Veredlungsmittelkonzentrationen.
2. Vernetzungsmittel von den für die Kernvernetzung verwendeten Agentien verschiedener Art. Man kann durch vorhergehende Kernvernetzung den Reaktionsort weitgehend vorbestimmen, d. h. eine Vernetzung bestimmter Art nur im Faserkern, eine andere Vernetzungsweise im Fasermantel herbeiführen. Es ist beispielsweise möglich, im Faserkern eine Trockenvernetzung, d. h. eine Vernetzung herbeizuführen, bei welcher das Fasermaterial höchstens wenig gequollen ist, und im Fasermantel eine Nassoder Feuchtvernetzung zu bewirken, bei welcher die Faser im Moment der Vernetzung schwach bis stark gequollen ist.
Da nassvernetzte Fasern eine erheblich höhere Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen als trockenvernetzte, aber praktisch keine Trockenknittererholung ergeben, kann auf diese Weise ein Fasermaterial hergestellt werden, das sowohl hohe Trockenknittererholung, als auch guten Feuchtigkeitstransport an der Oberfläche aufweist.
3. Agentien, die mit dem Fasermaterial in den nicht vorvernetzten Bereichen ohne Bildung von kovalenten Vernetzungsbrücken eine Bindung eingehen. Als Beispiele seien unter anderem Substitu- tionsreaktionen wie z. B. Veresterungs- oder Verätherungsoperationen mit Agentien genannt, welche dem Fasermaterial, z. B. Baumwolle, thermoplastische Eigenschaften verleihen. Dabei ist es in diesem wie auch im Fall der andern unter 1 bis 5 genannten Behandlungen nicht notwendig, dass die Kernvernetzung im Moment der Behandlung der äusseren Faserbereiche vollständig abgeschlossen ist. Man kann vielmehr den Faserkern erst teilweise vernetzen und die Vernetzung nach dem Aufbringen weiterer Agentien auf die Fasern, im vorliegenden Fall also z.
B. nach dem Thermoplastischmachen der äusseren Faserbereiche, zu Ende führen, gegebenenfalls unter waschfester Fixierung von inzwischen durchge- führten mechanischen Verformungen des Fasermaterials.
4. Weichmacher. Es wurde festgestellt, dass die Verbesserung der Scheuerfestigkeit durch Weichmacher im Fall von kernvernetztem Fasermaterial, z. B. im Falle kernvernetzter Baumwolle, erheblich wirkungsvoller ist als bei Fasermaterial, das zur Gänze für den Weichmacher zugänglich ist.
5. Einlagerung von Polymeren oder Erzeugung von Polymeren in situ mit oder ohne chemische Bindung der Polymeren an das Fasermaterial. Auch in diesem Fall kann man wie unter 2. erwähnt, den Ort der Einlagerung dank der lokalisierten Vorvernetzung vorausbestimmen, und dadurch mit geringeren Anwendungsmengen arbeiten bzw. verbesserte Effekte erzielen, indem die Polymeren dort, wo sie am meisten Wirkung zeigen, eingelagert sind, ohne z. B. die Knittererholungseffekte des Vernetzungsmittels zu stören oder im gleichen Masse versteifend zu wirken, wie dies der Fall wäre, wenn Polymere gleichzeitig mit Vernetzungsmitteln angewendet würden.
Es wurde ausserdem gefunden, dass man das Prinzip der Kernvernetzung, wie es im Stammpatent dargelegt bzw. das Fasermantel-Veredlungsprinzip, wie es im vorliegenden Zusatzpatent beschrieben wurde, auch umkehren kann, indem man an Stelle einer oberflächlichen Anwendung eines Antikatalysators einen Katalysator (z. B. einen gasförmigen Katalysator) oberflächlich anwendet, nachdem oder während man ein Vernetzungsmittel auf das Fasermaterial gebracht hat, wodurch man eine Mantelvernetzung erhält, während der Faserkern höchstens leicht vernetzt und dadurch für weitere Veredlungsmittel innerhalb gewisser Grenzen zugänglich bleibt.
Auch in diesem Fall wird wie im Fall der oberflächlichen Unwirksammachung des Katalysators vorzugsweise in Gegenwart von Feuchtigkeit gearbeitet, sei es von Feuchtigkeit in der Atmosphäre, sei es mit Restfeuchtigkeit auf dem Fasermaterial, um eine rasche Wirkung des Katalysators herbeizuführen. Als Beispiel sei die Einwirkung von gas-oder dampfförmigen Säuren auf Methylol-Verbindungen oder Aldehyde genannt, wie sie im Stammpatent beschrieben wurden. Man kann durch Mantelvernetzung bei einem gegebenen Vernetzungsmittel erhöhte Versteifung bei vergleichbaren Festigkeitsverlusten bzw. vergleichbare Versteifungseffekte bei niedrigerem Festigkeitsverlust (im Vergleich mit der Fixierung des gleichen Veredlungsmittels über den ganzen Faserquerschnitt) erzielen.
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Die vorstehend beschriebenen Varianten des Verfahrens nach dem Stammpatent und dem Zusatzpa- tent lassen sich anwenden auf loses Fasermaterial, Garne, Zwirne, textile Flächengebilde wie Gewebe,
Gewirke, Vliese und andere aus Fasern aufgebaute Flächengebilde wie Papier, die mindestens teilweise aus Cellulosefasern, gegebenenfalls aber auch zur Gänze aus andern, mit Vernetzungsmitteln bis zum
Unlöslichwerden der vernetzten Bereiche in für das betreffende Fasermaterial spezifischen Lösungsmitteln in der im Stammpatent beschriebenen Weise vernetzen lassen.
Die erfindungsgemässe Behandlung kann vor, während oder nach an sich bekannten Veredlungs- operationen bzw. Verarbeitungsbehandlungen in einer oder mehreren Stufen erfolgen. Das Fasermaterial oder daraus bestehende fadenförmige Gebilde oder Flächengebilde kann vor, während oder nach der er- I findungsgemässen Behandlung oder zwischen einzelnen Stufen derselben mechanischen Verformung, Ver- arbeitungsoperationen, wie z. B. Verarbeiten von Fasern zu Garnen, Vliesen, Papier, von Garnen zu textilen Flächengebilden oder textilen Flächengebilden zu Kleidungsstücken erfindungsgemäss behandelt werden.
Als Vernetzungsmittel, Katalysatoren, Antikatalysatoren kommen die im Stammpatent genannten Agentien in Frage, und die dort aufgeführten Verfahrensvarianten kommen auch für vorliegendes Zusatz- patent in Frage.
Unter dem Begriff "Vernetzung", wie er in der vorliegenden Beschreibung, den Beispielen und den
Ansprüchen verwendet wird, wird eine Erhöhung des zwischenmolekularen Zusammenhanges des mole- kularen Materials verstanden, aus dem das Fasermaterial bzw. Teile davon aufgebaut sind, die so weit gehen kann, dass ein Unlöslichwerden des Fasermaterials in für dasselbe spezifischen Lösungsmitteln auf- tritt, und welche eine Herabsetzung der Dehnbarkeit und eine Zunahme der Elastizität jener Faserberei- che bewirkt, in welchen der zwischenmolekulare Zusammenhang erhöht wurde. Unter "Vernetzungs- mitteln" werden somit in der vorliegenden Beschreibung Agentien verstanden, welche den zwischenmo- lekularen Zusammenhang des Fasermaterials oder Teile davon zu erhöhen vermögen.
Die zwischen den
Makromolekülen gebildeten Brücken können aus kovalenten Bindungen oder in der Bildung von Kom- plexen, Wasserstoffbrücken oder andern zwischenmolekularen Bindungen bestehen.
Erfindungsgemäss behandeltes Fasermaterial kann in bekannterWeise aus losen Fasern zu Fäden oder
Garnen, aus fadenförmigem Material zu textilen Flächengebilden und aus Flächengebilden zu konfek- tionierter Ware verarbeitet werden.
Beispiele :
1. Ein nach Beispiel 1 des Stammpatentes kernvernetztes Baumwollgewebe wurde mit einem zur
Reaktion mit Cellulosehydroxylen und sich selbst befähigten Hydrophobierungsmittel (fettsäuresubstituier- tes Methylol-Melamin, Phobotex FT der Ciba Aktiengesellschaft, Basel) und dem zugehörigen Kata- lysator RB behandelt (80 g/l bzw. 21 g/l + 2 ml Essigsäure 80je, Abquetscheffekt 450/0, Trocknen, Hitze- behandlung bei 1500C während 4 min)..
Gleichzeitig wurde das gleiche, aber über den ganzen Faserquerschnitt vernetzte Gewebe unter identischen Bedingungen behandelt.
Zum Vergleich der Hydrophobierungseffekte wurde die Abperlung und die Wasseraufnahme der bei- den Muster im Originalzustand und nach einer Wäsche mit dem Bundesmannapparat bzw. mit dem
Spraytest (SNV-Norm 98576) geprüft.
EMI3.1
<tb>
<tb> kernvernetzt <SEP> nicht <SEP> kernvernetzt
<tb> Abperlung <SEP> (Spraytest) <SEP> original <SEP> 85 <SEP> 80
<tb> gewaschen <SEP> 95 <SEP> 90
<tb> Wasserdurchtritt <SEP> in
<tb> ml <SEP> (Bundesmann) <SEP> original <SEP> 150 <SEP> 250
<tb> gewaschen <SEP> 35 <SEP> 42
<tb>
2.
Eine Vergleichsbehandlung auf kernvernetzter und nicht kernvernetzter Baumwolle (erstere hergestellt nach Beispiel 1 des Stammpatentes) wurde mit einem Hydrophobierungsmittel auf Siliconbasis (Silicon MS 148,90 g/l plus 15 g/l Catalyst N 2230) durchgeführt.
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EMI4.1
<tb>
<tb> kernvernetzt <SEP> nicht <SEP> kernvernetzt
<tb> Abperlung <SEP> (Spraytest) <SEP> original <SEP> 90 <SEP> 80
<tb> gewaschen <SEP> 90 <SEP> 85
<tb> Wasserdurchtritt <SEP> in
<tb> ml <SEP> (Bundesmann) <SEP> original <SEP> 140 <SEP> 220
<tb> gewaschen <SEP> 111 <SEP> 160
<tb>
3.
Ein nach Beispiel 7 des Stammpatentes (unter Weglassung des Weichmachers bei der Vernetzung) hergestelltes Baumwollgewebe wurde zusammen mit dem gleichen, aber über den ganzen Faserquerschnitt vernetzten Gewebe (gleiches Vernetzungsmittel, gleiche Behandlungsbedingungen) mit verschiedenen Weichmachertypen nachappretiert (je 50 g/l) und getrocknet. Die Scheuerfestigkeit wurde nach der amerikanischen Norm AATCC 93/1959 T mit dem Accelerotor ermittelt, indem der Gewichtsverlust nach 3 min Scheuerzeit (Tourenzahl 3000 min) bestimmt wurde.
EMI4.2
<tb>
<tb>
Ganzer <SEP> (a)
<tb> Faserquerschnitt <SEP> Mit <SEP> (b) <SEP> Verbesserung
<tb> vernetzt <SEP> Kernvernetzung <SEP> gegen <SEP> (a)
<tb> % <SEP> Abrieb <SEP> % <SEP> Abrieb <SEP> in <SEP> 0/0
<tb> 1. <SEP> Polyäthylenweichmacher
<tb> ungewaschen <SEP> 29,1% <SEP> 15,5% <SEP> 47%
<tb> nach <SEP> 3 <SEP> Wäschen <SEP> 23, <SEP> 8% <SEP> 11, <SEP> 5% <SEP> 51%
<tb> 2. <SEP> Anionaktiver <SEP> Weichmacher
<tb> ungewaschen <SEP> 26, <SEP> 9% <SEP> 16, <SEP> 81o <SEP> 37%
<tb> dreimal <SEP> gewaschen <SEP> 22,5% <SEP> 12,7% <SEP> 43%
<tb> 3. <SEP> Reaktiver <SEP> Weichmacher <SEP> (Primenit
<tb> VS, <SEP> Farbwerke <SEP> Höchst)
<tb> ungewaschen <SEP> 33, <SEP> 5% <SEP> 18, <SEP> 1% <SEP> 46% <SEP>
<tb> dreimal <SEP> gewaschen <SEP> 24, <SEP> toto <SEP> 11, <SEP> 5% <SEP> 52% <SEP>
<tb> 4.
<SEP> Reaktiver <SEP> Weichmacher <SEP> (Cerol
<tb> WB, <SEP> Sandoz)
<tb> ungewaschen <SEP> 26, <SEP> 5% <SEP> 13, <SEP> 5% <SEP> 49%
<tb> dreimal <SEP> gewaschen <SEP> 21, <SEP> 5% <SEP> 9, <SEP> 7% <SEP> 55%
<tb> 5. <SEP> Polymerer <SEP> Weichmacher <SEP> (Siligen <SEP> S,
<tb> BASF)
<tb> ungewaschen <SEP> 30, <SEP> wo <SEP> 14, <SEP> 5% <SEP> 52%
<tb> dreimal <SEP> gewaschen <SEP> 22,0% <SEP> 9,8T <SEP> 56%
<tb>
In jedem Fall ist somit beim Waschen eine Verbesserung der Weichmacherwirkung aufgetreten.
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