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Verfahren zur Herstellung von Ausrüstungseffekten auf cellulosehaltigen
Geweben od. dgl. Die Beschreibung behandelt ein Verfahren zur Herstellung von Ausrüstungseffekten
auf cellulosehaltigen Geweben od. dgl., z. B. Baumwollgewebe.
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In der Textilindustrie ist seit einiger Zeit bekannt, daß man durch
Satinieren, Bedrucken (Schreinern), Kalandern, Stampfkalandern und Bedrucken großer
Muster (Bossieren) mechanische Ausrüstungen auf Gewebe aufbringen kann. Bei den
bekannten Verfahren wird das Gewebe mit einer wäßrigen Lösung aus Polysaccharid-Kohlehydrat
und einem Aldehyd oder eines Aldehyd abgebenden Stoffes behandelt. In der Regel
führt diese Behandlung jedoch zu keiner befriedigenden dauerhaften Ausrüstung. Die
Ausrüstungen sind meist gegen nasse oder trockene Reinigungsbehandlungen oder allgemein
gegen Wasser nidht genug beständig.
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Die Erfindung zielt nun darauf ab, auf den Geweben gegenüber Wasser
und wiederholtem Waschen mit Seifenlösungen oder mit trocken reinigenden Lösemitteln
beständige mechanische Ausrüstungen zu erzeugen, ohne daß dabei das Gewebe nachteilige
Eigenschaften, wie schlechten Griff u. dgl., bekommt.
Die Erfindung
geht von den bekannten Verfahren der britischen Patentschrift 503 414 und der USA.-Patentschrift
2 148 316 aus. Diese bekannten Verfahren sind verhältnismäßig kompliziert. Demgegenüber
ist das Verfahren nach der Erfindung wesentlich einfacher und erzielt trotzdem ebenso
gute Ergebnisse.
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Die Erfindung besteht in Ergänzung der mechanischen Ausrüstung darin,
daß Aldehyd im Überschuß über die theoretisch erforderliche Menge zur Reaktion mit
dem gesamten Polysaccharid-Kohlehydrat vorhanden ist und das so behandelte Gewebe
bis zu einem Druckgrad von etwa roo% Feuchtigkeit getrocknet wird und das feuchte,
noch freien Aldehyd und einen Katalysator enthaltende Gewebe damit einem so großen
mechanischen Druck ausgesetzt wird, daß sich Form und Lage der Gewebefasern ändern,
wobei das Gewebe während oder nach der Druckbehandlung 2 bis to Minuten lang bei
204 bis 121° C gereift und anschließend gewaschen wird. Die Trocknung kann dabei
stufenweise oder im ganzen oder zugleich mit der mechanischen Ausrüstung erfolgen.
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Das Harz kann auf das Gewebe nach einer beliebigen bekannten und in
der Textiltechnik üblichen Methode aufgebracht werden, z. B. durch Imprägnieren,
Überziehen, Schußschlichten u. dgl.
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Nach dem Harzauftrag wird das Gewebe teilweise getrocknet und mechanisch
ausgerüstet, gereift, gewaschen und getrocknet. Unter teilweisem Trocknen versteht
man ein Trocknen bis zu einem Feuchtigkeitsgehalt von etwa roo/o, bei dem sich das
Gewebe nach dem Trocknen etwas feucht anfühlt.
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Das Harz wird als Schlichte angewendet, z. B. als wäßrige Lösung oddr
wäßriges Gemisch.
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Als Kohlehydrate werden solche verwendet, die sich entweder in kaltem
oder heißem Wasser lösen oder in kaltem oder heißem Wasser eine kolloidale Lösung
bilden. Bei gewissen Kohlehydraten, z. B. unbehandelter Stärke, kann man diese Bedingung
durch Erhitzen des in Wasser dispergierten Kohlehydrates entweder direkt mit dem
Aldehyd oder vor Zufügen des Aldehyds erreichen. Insbesondere kann man Stärke oder
deren Ersatz- oder Depolymerisationsprodukte verwenden, z. B. Kartoffelstärke, Getreidestärke,
Tapiokastärke, teilweise acetylierte Stärke, dünn gekochte Stärke und Dextrine.
Andere Kohlehydrate können ebenfalls verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie sich
in kaltem oder heißem Wasser lösen oder dispergieren lassen, z. B. Tragant, Karayagummi
und Gummiarabikum. Hochpolymere Kohlehydrate, wie Methylcellulose, Oxyäthylcellulose,
sind ebenfalls geeignet.
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Natürlich muß das Kohlehydrat so beschaffen sein, daß es mit dem Aldehyd
unter den Verfahrensbedingungen unter Bildung wasserunlöslicher Verbindungen reagiert.
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Als Aldehyd verwendet man vorzugsweise Formaldehyd, obgleich auch
andere Aldehyde wie Glyoxal, ß-Hydroxybutylaldehyd od. dgl: verwendet werden können.
Auch Formalde'hydpolymerisation,sprodukte, beispielsweise Paraformaldehyd, ergeben
die gewünschten Resultate, vorausgesetzt, daß sie genügend monomolekularen Formaldehyd
unter den Reaktionsbedingungen bilden. Verbindungen, die während der Reifebehandlung
genügend Aldehyd abgeben, können auch verwendet werden, so z. B. Hexamethylentetramin,
das sich während der Reifung unter Freiwerden von Farmaldehyd zersetzt.
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Die verwendeten Katalysatoren kann man variieren, soweit sie durch
ihre Anwesenheit die Reaktion zwischen Aldehyd und Kohlehydrat genügend steigern
können, das Verfahren dadurch wirtschaftlich wird und die Verwendung des Katalysators
zweckmäßig erscheint. Vorzugsweise verwendet man als Katalysatoren Ammoniumthiocyanat,
das hervorragende Ergebnisse zeitigt. Auch Zink-Chlorid, primäres Ammoniumphosphat
und Ammoniumnitrat sind geeignet. In der Regel soll das pA des gereiften Gewebes
zwischen 4 und 5 liegen. Bei niedrigerem p$ tritt eine unerwünschte Schwächung ein,
bei höherem vollzieht sich die Reifung außerordentlich langsam.
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In einigen Fällen hat es sich als vorteilhaft erwiesen, Kohlehydrat
und Aldehyd jeweils den Umständen entsprechend mit oder ohne Zusatz eines Katalysators
vor der Schlichtebehandlung zu erhitzen. Die angewandte Temperatur liegt vorzugsweise
um etwa 93° C, vorzugsweise 88 bis etwa roo° C, um unerwünschte Aldehydverluste
zu vermeiden. In anderen Fällen kann man das Kohlehydrat in Lösung oder dünnkolloidale
Dispersion überführen und nach dem Abkühlen den Aldehyd, den Katalysator und andere
zweckmäßige Zusätze zufügen. Darunter sind solche Zusätze zu verstehen, die nicht
für die chemische Reaktion, wohl aber für die mechanischen Behandlungen und für
besondere Griff- oder Gefühlseffekte erforderlich sind. Diese Zusätze können direkt
der Harzschlichte unmittelbar zugesetzt und damit angewendet oder auch nach dem
Auftrag der Harzschlichte aufgebracht werden oder als Ausrüstungsbehandlung nach
den Reife-, Wasch- und Trockenbehandlungen. Diese Zusätze umfassen z. B. Weichmacher,
Netzmittel, Steifmacher u. dgl. Diese gehören aber nicht zur Erfindung. Wenn man
Aldehyde bereits während der Dispergierung der Kohlehydrate mit oder ohne Anwendung
von Wärme verwendet, kann man zusätzlich noch Aldehyde und Katalysatoren vor dem
Schlichten des Gewebes zusammen mit anderen zweckmäßigen Zusätzen anwenden.
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Unter der Wirkung der beschriebenen Erwärmung reagieren Stärke und
Aldehyd. In der Praxis muß man mit Aldehydüberschuß arbeiten. Ein solcher Übersohuß
im geschlichteten Produkt reagiert zum Teil mit der Cellulose des Gewebes während
der Reifung, während der Rest ausgetrieben wird. Bei Cellulose wird z. B. während
der Reifung formalisierte Cellulose gebildet. Die ist keineswegs schädlich, da es
die Dauerhaftigkeit und den Glanz erhöht, vorausgesetzt, daß überschüssiger Aldehyd
nicht in solchen Mengen vorhanden ist, daß eine übermäßige Reaktion mit der Cellulose
stattfindet. Sonst tritt ein unerwünschter
Festigkeitsverlust des
Gewebes ein. Deshalb verwendet man lieber einen kleinen Übersahuß an Aldehyd, der
eine befriedigende Reaktion mit dem Kohlehydrat und eine gewisse, aber nicht allzu
starke Reaktion mit der Cellulose eingeht.
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Wenn die Ausrüstung auf dem geschlichteten Gewebe mit einem Reibungssatinierer
erfolgt, genügt im allgemeinen die vom Satinierer abgegebene Hitze zum Reifen des
Harzes. Dazu ist es erwünscht, das Material zwei- bis dreimal durch den Satinierer
laufen zu lassen. Die dabei aufgewendete Zeit genügt in der Regel, um die gewünschte
Reifung zu sichern. In anderen Fällen ist es erwünscht, das satinierte Gewebe einer
kurzen Reifung im Ofen zu unterziehen. Man bevorzugt jedoch das Arbeiten mit einer
erhitzten Satinierwalze bei einer Temperatur von ungefähr 149 bis 2o4° C, vorzugsweise
etwa 177° C. Die Ofenbehandlung wird vorzugsweise 5 Minuten bei 149° C durchgeführt.
Die Ofentemperatur kann höher oder niedriger sein, vorausgesetzt, daß die Behandlungszeit
im Ofen entsprechend bemessen ist.
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Beim Bedrucken (Schreinern) wird das Gewebe nur einmal nach dem Schlichten
durch die Kalander geführt. Die Ofenreifung erfolgt dann bei 138 bis 177°
C in 8 bis 2 Minuten.
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Beim Kalandern wird die gleiche Behandlungsweise verwendet wie beim
Satinieren. Stampfkalandern ist ein K-altprozeß. Deshalb muß man die ganze Reifung
im Ofen bei annähernd 138 bis 177° C in 1o bis 3 Minuten durchführen. Das
Aufdrucken großer Muster (Bossieren) erfolgt ebenfalls in einer einzigen Behandlung.
Deshalb muß das Reifen ganz oder teilweise in einer nachfolgenden Ofenbehandlung
erfolgen.
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In Änderung dieses Verfahrens kann man einige der mechanischen Ausrüstungsgänge
zuerst durchführen und dann das Gewebe in einer zusätzlichen mechanischen Behandlung
sehlichten und trocknen. Dadurch erzielt man dann eine bessere Dauerhaftigkeit,
muß aber einen anderen Griff in Kauf nehmen.
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Das Verfahren arbeitet sehr gut beim Aufdrucken großer Muster als
Buchleinen verwendeten Geweben.
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In allen Fällen erhält das Gewebe eine Ausrüstung, die sie wasserbeständig,
waschfest (mit Seife und Trockenreinigung) macht.
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Man kann das Verfahren natürlich auch bei anderen Faserstoffen, z.
B. Papier, Garn u. dgl., verwenden.
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Die Konzentration der Kohlehydrate und Aldehyds kann in weiten Grenzen
geändert werden. Die Grenzen hängen von der gewünschten Steifheit oder dem Griff
und der Verwendung der Ware für Kleidung, Vorhangstoffe, Wachstuch od. dgl. ab.
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Es folgen einige Behandlungsbeispiele. Einige der dabei verwendeten
Mischungen werden zur Imprägnierung verwendet, einige zum Überziehen und andere
wieder zum Bedrucken.
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A. 3,632 kg Dextrin, 1,362 kg Formaldehyd (370/0), o,681 kg Ammoniumthiocyanat
werden in Wasser gelöst und erhitzt, dann abgekühlt und o, 114 kg Lecithin, 3,632
kg Natrium-Kohlenwasserstoff-Sulfonat zugefügt und dann ergänzt auf 94,631 aufgefüllt.
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B. 3,632 kg weißes Dextrin, i,362 kg Formaldehyd (37"/0), o,681 kg
Ammoniumthiocyanat werden in Wasser aufgelöst und erhitzt, dann abgekühlt und o,114
kg Lecithin, 3,632 kg Natrium-Kohlenwasserstoff-Sulfonat, 1,362 kg Formaldehyd und
dann ergänzt auf 94,63 1 aufgefüllt.
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C. 3,632 kg Tapiokastärke werden mit Wasser zu einem weichen Brei
gekocht, und 1,362 kg Formaldehyd, o,681 kg Ammoniumthiocyanat zugefügt, nach der
Reaktion abgekühlt und 3,632 kg Weichmacher (Na-Salz von sulfoniertem Talg), 1,816
kg Formaldehyd, o,454 kg Ammoniumthiocyanat zugefügt und dann auf 94,631 aufgefüllt.
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D. 16,344 kg Organdy Gummi C (dextrinierte Stärke) werden mit Wasser
zu einer weichen Paste erhitzt, abgekühlt und 8,172 kg Formaldehyd (370/0), 1,135
kg Ammoniumthiocyanat zugefügt und auf 94,63 1 aufgefüllt.
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E. 3,632 kg Stärke, 7,26q. kg Organdy Gummi C (dextrinierte Stärke)
werden mit Wasser zu einer weichen Paste erhitzt, abgekühlt und 9,o8o kg Formaldehyd
(370/0), 1,816 kg Glyoxal, .1,475 kg Ammoniumthiocyanat zugefügt und auf 94,63 1
aufgefüllt.
| F. 2o Teile Tragant, |
| 6 " Formaldehyd (37'0/0), |
| 4 " Polyäthylenglycol |
| (Molekulargewicht ungefähr 4000) |
| 3 " Ammoniumthiocyanat, |
| 300 " Wasser. |
| G. 15 " Pektin, |
| 6 " Formaldehyd (370/0), |
| 4 " Polyäthylenglycol |
| (Molekulargewicht ungefähr 4000), |
| 3 " Ammoniumthiocyanat, |
| 28o " Wasser. |
| H. 2o " Karayagummi, |
| 8 " Formaldehyd (370/0), |
| 4 " Polyäthylenglycol |
| (Molekulargewicht ungefähr 4000); |
| 3 " Aminoniumthiocyanat, |
| 25o " Wasser. |
| I. 5o " Gummiarabikum, |
| 25 " Formaldehyd (370/0), |
| 1o " Polyäthylenglycol |
| (Molekulargewicht ungefähr 4ooo), |
| 4 " Ammoniumthiocyanat, |
| 450 » Wasser. |
| J. 40 " Methylcellulose, |
| 25 " Formaldehyd (37d/0), |
| 1o " Polyäthylenglycol |
| 4 " primäres Ammoniumphosphat, |
| 5oo " Wasser. |
| K. 5o " Dextrin; |
| 25 " Formaldehyd (370/0), |
| 1o " Olein, |
| 4 " Ammoniumthiocyanat, |
| 500 11 Wasser. |
| L. 20, Teile Stärke, |
| 20, " Formaldehyd (37°/0,)x |
| i0, " Weichmacher, |
| 3 " Ammoniumthiocyanat, |
| q.oo " Wasser. |
| M. 50, " Dextrin, |
| 25 " Glyoxal, |
| i0, " Polyäthylenglycol |
| (Molekulargewicht ungefähr i5oo), |
| 5 " Ammoniumthiocyanat, |
| 500 " Wasser. , |
| N. 30 " Stärke, |
| i0, " Formaldehyd, |
| i0, " Hexamethyl.entetramin, |
| i0, " Olein, |
| Zoo .. Wasser. |
Die Kohlehydrate (eines oder mehrere) sowie der Aldehyd und Katalysator können zusammen
gemischt und einer Teilreaktion durch Erhitzen der Lösung oder Dispersion der Zusätze
eine entsprechende Zeit unterworfen werden. Dieses Verfahren wird besonders dann
angewendet, wenn der Kohlehydratanteil eine dick gekochte Stärke ist. Beispiele
dafür sind die Beispiele A, B und C.
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Das Kohlenhydrat kann erst unter Erwärmung in Wasser aufgelöst oder
dispergiert und der ganz oder teilweise auf Zimmertemperatur abgekühlten Lösung
der Aldehyd zugefügt werden. Der Katalysator kann während der Lösung des Kohlehydrates
oder zu irgendeiner beliebigen anderen Zeit zugesetzt werden (vgl. dazu die Beispiele
C und E).
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Die Kohlehydrate können in Wasser dispergiert und diese Dispersion
auf das Gewebe aufgebracht werden. Dann wird das Gewebe mit Formaldehyd behandelt.
Der Katalysator muß entweder bei der ersten oder bei der zweiten Stufe zugegen sein
oder auch in beiden. So werden z. B. gemäß Beispiel K 50, Teile weißes Dextrin und
i0, Teile Olein in 50,o Teilen Wasser dispergiert, das Gewebe damit getränkt und
dann getrocknet und hierauf mit einer Lösung von 25 Teilen Formaldehyd (37'°/o)
und ¢ Teilen Ammoniumthiocyanat in 50,o Teilen Wasser behandelt.
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Der Aldehyd kann zuerst auf das Gewebe aufgebracht und das Gewebe
dann mit der Kohlehydratdispersion behandelt werden. Der Katalysator muß in einem
oder dem anderen der eingesetzten Produkte vorhanden sein oder auch in beiden. Diese
Arbeitsweise ist nicht anwendbar bei Verwendung sehr fl'üc'htiger Aldehyde, wie
Formaldehyd. Das .folgende Beispiel erläutert diese Behandlung.
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Ein Gewebe wird mit einer Lösung von 6 Teilen Hexamethylentetramin,
o,25 Teilen verdünnten Ammoniak (28o/oig) und Zoo Teilen Wasser behandelt und dann
ohne übermäßige Erhitzung getrocknet. Hierauf wird der Stoff mit einer Lösung von
i0, Teilen Stärke, 2 Teilen Ammoniumthiocyanat und Zoo Teilen Wasser behandelt,
teilweise getrocknet, dreimal satiniert und dann der üblichen Behandlung für Chintz
ausgesetzt und schließlich getrocknet. In den anderen Beispielen G, H, I, J, L,
M, N werden die Kohlehydrate zuerst in Wasser zu einer klaren Lösung oder glatten
Dispersion gelöst und dann der Katalysator und der Aldehyd mit anderen zweckmäßigen
Zusätzen beigefügt.
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In einigen Fällen kann man die Reaktionsprodukte durch die Hitze bei
der Ausrüstungsbehandlung und bzw. oder durch eine Ofenbehandlung erhalten, ohne
daß dabei ein unerwünschter Verlust an Chemikalien durch Verdampfung eintritt, besonders
dann, wenn der Aldehyd in einer weniger flüchtigen Form vorliegt. Zum Beispiel kann
man eine wäßrige Lösung oder ein Gemisch von Kohlehydraten und hierauf der Aldehyd,
vorzugsweise in einer nicht zu flüchtigen Form, z. B. als Hexamethylentetramin,
anwenden. Dieses Verfahren kann insbesondere dann durchgeführt werden, wenn ein
Produkt wie alkalilösliche Äthylhydroxylcellulose verwendet wird. Dabei muß man
ansäuern und das Gewebe vor der Aufbringung des Aldehyds waschen. Man kann nach
der Anwendung des Kohlehydrats ganz, teilweise oder nicht trocknen, je nachdem,
welche Dauerhaftigkeit gewünscht wird. Wenn nicht getrocknet wird, ist die Dauerhaftigkeit
im allgemeinen besser, der Griff aber härter.
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Wenn die Behandlungsfolge umgekehrt und zuerst der Aldehyd angewendet
und dann das Kohlehydrat aufgebracht wird, muß man, wenn die Trocknung bis nach
der Anwendung des Aldehyds aufgeschoben wird, dafür sorgen, daß der Aldehyd nicht
durch Verdampfung verlorengeht. So sollte man z. B. bei Anwendung von Formaldehyd
ein Polymerisationsprodukt dieser Verbindung, z. B. Hexamethylentetramin oderParaformaldehyd,
ganz oder teilweise als Ersatz für Formaldehyd verwenden.
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Wenn man Aldehyd oder eine besondere Form des Aldehyds verwendet,
so daß kein unerwünschter Verlust dieser Stoffe während der Reifung eintritt, kann
man das Reaktionsprodukt zwischen Aldehyd und Kohlehydrat während der Reifung erzeugen.