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Verfahren zur Behandlung von Textilfasern.
Gegenstand dieser Erfindung bildet ein Verfahren zur Behandlung von Textilfasern mit Hilfe von härtbaren Aldehydkondensationsprodukten von Aminotriazinen. Das Verfahren kann u. a. zur Herstellung waschechter Appreturen, z. B. Steifappreturen. verwendet werden ; weiterhin, insbesondere durch Mitverwendung von geeigneten Zusätzen, wie z. B. Weichmaehungsmitteln oder wasserabstossenden Mitteln, lassen sieh auch andere Imprägnierungseffekte, wie z. B. Erhöhung der Knitterfestigkeit, der Schiebefestigkeit, der Nassreissfestigkeit, der Wasserabstossung u. dgl. erzielen. Das Verfahren eignet sieh ferner sehr gut zur waschechten Fixierung von versteifenden Appretur-oder Füllmitteln.
Es sind zwar Verfahren bekannt, um Textilfasern mit löslichen härtbaren Kunstharzen, wie z. B. Phenol-oder Carbamidharzen, zu behandeln, sei es zwecks Erzeugung einer waschechten Appretur oder zwecks Impermeabilisierung der Gewebe, zur Fixierung von Appretur- oder Füllmitteln, oder zur Erzeugung von Knittereffekten usw.
Die bisherigen Verfahren besassen jedoch den Nachteil, dass zur Fixierung der Kunstharze bzw. zur Fixierung der Appretur-oder Füllmittel durch die Kunstharze eine besondere Härtung vorgenommen werden musste, wobei zur Beschleunigung der Härtung einerseits Temperaturen weit oberhalb 100 C, anderseits Härtungskatalysatoren, insbesondere solche saurer Natur, notwendig waren, die bei der erforderlichen Hitzebehandlung stets die Gefahr einer Faserschädigung mit sich brachten.
In der Beschreibung des Patentes Nr. 150002, durch welches ein Verfahren zur Herstellung von Aldehydkondensationsprodukten von Aminotriazinen geschützt wird, ist u. a. die Verwendbarkeit derartiger Kondensationsprodukte zur Textilveredelung, insbesondere zum Appretieren und Knittereehtmaehen, angedeutet. Die dort erwähnte Arbeitsweise entspricht jedoch insofern dem für härtbare Harze, wie z. B. Harnstoff- oder Phenolharze, allgemein Üblichen, als auch dort die Faser mit der wässerigen Lösung des Kondensationsproduktes imprägniert wird, worauf dann durch eine Hitzebehandlung das Kondensationsprodukt gehärtet wird.
Es wurde nun die überraschende Beobachtung gemacht, dass es gelingt, härtbare Kondensationsprodukte aus Aminotriazinen und Aldehyden als solche oder mit ihrer Hilfe auch Appretur-oder Füllmittel oder andere Zusätze schon bei wesentlich niedrigeren Temperaturen, ja sogar schon bei gewöhnlicher Temperatur mit den allgemein üblichen apparativen Hilfsmitteln ohne besondere Härtungsmassnahmen auf der Faser zu fixieren. Beispielsweise kann man eine mit Kondensationsprodukt und eventuellen Zusätzen behandelte Stoffbahn durch Passieren zwischen mit ungespanntem Dampf geheizten Walzen trocknen und härten, während, wenn zu diesem Härtungsprozess höhere Temperaturen verlangt werden (Harnstoff-bzw.
Phenolformaldehydkondensationsprodukte), diese Massnahme nur in besonderen, für höheren Dampfdruck hergerichteten bzw. elektrisch geheizten Walzen durchführbar ist.
Als besonders geeignet haben sich härtbare Kondensationsprodukte aus Aminotriazinen und Formaldehyd erwiesen. Als Aminotriazine seien u. a. genannt : 2, 4, 6-Triamino-1, 3,5-triazin (Melamin) oder dessen Desamidierungsprodukte, wie z. B. Melam, ferner 2-Chlor-4, 6-diamino-l, 3,5-triazin (Chlor-
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aus andern Aminotriazinen lassen sich mit Vorteil verwenden.
Die Kondensationsprodukte werden für die Verwendung als Imprägnierungs-oder Fixier- mittel vorteilhaft in angesäuertem Wasser bzw. in Säuren gelöst. Als Säuren lassen sich sowohl anorganische, wie Salzsäure, Phosphorsäure, als auch organische, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure,
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Milchsäure, Weinsäure, verwenden. Das Verfahren lässt sich somit auch mit schwachen, sogar flüchtigen Säuren durchführen, was, abgesehen von der Durchführbarkeit des Verfahrens bei niedrigen Temperaturen im Hinblick auf die Faserschonung von grossem Vorteil ist.
Man kann die Behandlung der Faser auch mit der neutralen oder alkalischen Lösung des Kondensationsproduktes, gegebenenfalls in Gegenwart der zu fixierenden Zusätze vornehmen und die so behandelte Faser hernach noch mit Säure nachbehandeln, indem man sie z. B. durch eine säurehaltige Atmosphäre passieren lässt.
Man kann die Triazin-Formaldehydkondensationsprodukte in verschiedenen Kondensationsstufen zur Imprägnierung verwenden, beispielsweise in der in Wasser unbegrenzt löslichen Anfangskondensationsstufe oder in der mit Wasser nur noch begrenzt löslichen Stufe oder auch in der in Wasser nicht mehr, dagegen in Säure löslichen hydrophoben Stufe. Man kann auch die Kondensation mit der Imprägnierung verbinden, indem man beispielsweise ein Imprägnierungsbad von Triazin, Formaldehyd und saurem Kondensationsmittel und eventuellen Zusätzen herstellt und die Textilfaser mit diesem Bad imprägniert und in gewohnter Weise trocknet.
Endlich kann man auch die Faser zunächst mit einer Lösung des Triazins, vorzugsweise in Form eines in Wasser löslichen Salzes, gegebenenfalls in Gegenwart von Zusätzen, imprägnieren und hernach das so behandelte Gewebe mit dampfförmigem Formaldehyd nachbehandeln ; in letzterem Falle wird somit die Kondensation vollständig auf der Faser vorgenommen.
Das Verfahren lässt sich auch zum Bedrucken d. h. zur Erzeugung lokaler Effekte auf Geweben verwenden, indem man z. B. eine Druckpaste, welche das Kondensationsprodukt und gegebenenfalls Säure und/oder sonstige Zusätze wie Appretur-oder Füllmittel enthält, wenn nötig in Gegenwart von Verdickungsmitteln auf das Gewebe aufdruck. Man kann auch ein Gewebe mit einem neutralen oder alkalischen Kondensationsprodukt örtlich vorbehandeln und dieses durch Säuren fixieren. Ebenso kann man auf ein Gewebe, das mit einem neutralen oder alkalischen Appreturgemisch, enthaltend Kondensationsprodukt und Appretur-oder Füllmittel, vorbehandelt ist, nachträglich fixe Säuren mit der üblichen Verdickung auftragen und dadurch örtliche Harteffekte erzielen.
In analoger Weise lässt sich das Verfahren mit oder ohne die verschiedenen eingangs erwähnten Zusätze, noch in mannigfacher Weise variieren.
Man kann auch Kalandereffekte erzielen, die sich von den mit bekannten härtbaren Harzen erhältlichen dadurch unterscheiden, dass sie technisch leichter herstellbar sind, da die Härtung bei niedriger Temperatur erfolgen kann, so dass keine besondere Härtungsapparatur erforderlich ist.
Ferner sind die erzielten Effekte gegenüber denjenigen bekannter Kunstharze gut waschecht.
Als Textilfasern, die sich für die Behandlung gemäss vorliegendem Verfahren eignen, seien genannt : native, regenerierte und veresterte Cellulose,. wie z. B. Baumwolle, Ramie, Leinen, Hanf,
Sisal, Jute, Cocosfaser, Kunstseiden, ferner Wolle, Seide u. dgl., u. zw. sind sowohl ungefärbte wie gefärbte Fasern verwendbar.
Als versteifende Appretur-oder Füllmittel, zu deren Fixierung sich das vorliegende Verfahren besonders eignet, seien beispielsweise genannt : Gummi Arabicum, Traganth, Johannisbrotmehl, Kaolin, Talg oder Gemische dieser Produkte.
Als Weichmachungsmittel können beispielsweise verwendet werden : Fette wie Olivenöl, Rizinusöl ; Glycerin ; Kohlenwasserstoffe wie Paraffin ; quarternäre Ammoniumsalze, welche einen aliphatischen Rest mit mehr als acht Kohlenstoffatomen enthalten, wie z. B. das Trimethylammoniumsulfat des Monostearyl-p-phenylendiamins.
Als wasserabstossende Zusätze eignen sich bespielsweise Paraffin, Wachs, Harze, Aluminiumsalze, Erdalkalisalze, z. B. Kalkseifen, einzeln oder im Gemisch unter sich.
Beispiel 1 : Gebleichter und mercerisierter Baumwollsatin wird mit einer wässerigen Lösung imprägniert, die in 1000 Volumteilen enthält :
120 Gew. Teile Kondensationsprodukt, erhalten durch etwa einviertelstündige Kondensation von 630 Gew. Teilen 2,4, 6-Triamino-1, 3, 5-triazin (Melamin) mit 1410 Vol. Teilen teilweise neutralisiertem
32Vol. % igem Fomaldehyd bei etwa 800 C, darauffolgende Neutralisation der Lösung, Filtration und
Eintrocknung des Filtrats,
50 Volumteile Ameisensäure 86% ig.
Das Gewebe wird zwischen Quetschwalzen bis auf 200% seines Trockengewichtes abgequetscht.
Man trocknet es in üblicher Weise, z. B. auf dem Spannrahmen. Die Trocknung kann ohne besondere
Wärmezufuhr vorgenommen werden. Zwecks Beschleunigung der Trocknung kann man Warmluft von 50 bis 600 C verwenden. Der Griff des so behandelten Gewebes ist steifer und voller als derjenige des unbehandelten Gewebes. Durch halbstündiges Waschen bei 90 C mit einer Lösung, die in 1000 Volum- teilen 5 Gew. Teile Seife enthält, wird die Appretur nicht wesentlich beeinflusst.
Das gemäss vorstehender Vorschrift behandelte Gewebe zeigt ausserdem die Eigenschaft, durch
Wassertropfen schwer benetzbar zu sein. Diese wasserabstossende Wirkung wird durch die beschriebene
Seifenbehandlung nicht aufgehoben.
Man kann auch die Menge des Kondensationsproduktes so gering bemessen, dass eine namhafte
Steifung nicht eintritt. Schon mit wesentlich unter 100 g Kondensationsprodukt pro Liter Bad lässt
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sich eine Verminderung der Quellfähigkeit, verbunden mit einer Erhöhung der Wasserfestigkeit erzielen. Bei Kunstseide erzielt man hiebei eine Erhöhung der Nassreissfestigkeit.
Beispiel 2 : 12, 6 Gewichtsteile 2,4, 6-Triamino-1, 3,5-triazin und 27 Volumteile neutralisierte Formaldehydlösung von 30 Volumprozent werden zehn Minuten gekocht. Nach dem Abkühlen wird die Kondensationslösung mit 1 Gew. Teil Ameisensäure 86% ig versetzt und mit Wasser auf 100 Volumteile eingestellt. Mit dieser Lösung wird ein Baumwollgewebe imprägniert. Man quetscht hernach auf 200% des Trockengewichtes ab und trocknet in üblicher Weise auf dem Spannrahmen. Durch diese Behandlung wird ähnlich wie im Beispiel 1 eine gut waschechte Steifappretur erhalten.
Beispiel 3 : Man stellt ein hydrophobes Kondensationsprodukt wie folgt her : 630 Gew. Teile 2,4, 6-Triamino-l, 3, 5-triazin werden mit 1410 Vol. Teilen neutralisiertem 32% igem Formaldehyd bei etwa 80 C solange kondensiert, bis eine abgekühlte Probe mit ungefähr dem halben Volumen Wasser eine Fällung ergibt. Die Lösung wird dann bei tiefer Temperatur eingetrocknet. Das Trockenprodukt ergibt mit zirka 0,6 Vol. Teilen Wasser eine Lösung, während mit mehr Wasser eine Fällung entsteht.
Mit einer wässerigen Lösung, enthaltend in 1000 Vol. Teilen 100 Gew. Teile des obigen Kondensationsproduktes und 40 Vol. Teile 86% ige Ameisensäure, wird ein Baumwollbuntgewebe unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 imprägniert. Das bei Zimmertemperatur an der Luft getrocknete Gewebe zeigt eine starke Versteifung von sehr guter Waschechtheit.
Verdoppelt man in obigem Versuch die Menge des Kondensationsproduktes und der Ameisensäure bei sonst gleichbleibenden Bedingungen, so lässt sich der Versteifungseffekt noch erhöhen. Die Wasehechtheit der Versteifung bleibt dieselbe.
Ähnliche Effekte lassen sich auch mit noch stärker hydrophoben Produkten erzielen, z. B. indem man statt des in obigem Beispiel beschriebenen, in wenig Wasser noch löslichen Kondensationsproduktes ein solches gleicher Zusammensetzung verwendet, dessen Kondensation jedoch soweit fortgesetzt worden ist, dass es in Wasser ganz unlöslich geworden ist.
Eine wässerig saure Lösung, enthaltend in 1000 Vol. Teilen 100 Gew. Teile eines solchen stark hydrophoben Kondensationsproduktes, 80 Vol. Teile Ameisensäure 86% ig bzw. 200 Gew. Teile Kondensationsprodukt und 160 Vol. Teile Ameisensäure 86% ig, ergibt bei gleicher Behandlung, wie im obigen Beispiel beschrieben, starke Verseifungseffekte von hervorragender Waschechtheit.
Beispiel 4 : Baumwollgewebe, z. B. mercerisierter Schusssatin, wird mit einer wässerigen Lösung imprägniert, die in 1000 Vol. Teilen enthält :
80 Gew. Teile Kondensationsprodukt erhalten nach Beispiel 1
50 Vol. Teile Ameisensäure 86% ig
5 Gew. Teile des Trimethylammoniumsulfates des Monostearyl-p-phenylendiamins.
Das Gewebe wird nun zwischen Quetschwalzen auf 200% seines Trockengewichtes abgepresst und auf dem Spannrahmen getrocknet. Die Trocknung kann bei gewöhnlicher Temperatur vorgenommen werden. Zwecks Beschleunigung der Trocknung kann die Temperatur auch auf 50-60 C gesteigert werden. Das Gewebe weist sehr gute Knitterechtheit auf, die auch gegen heisse Seifenbehandlung beständig ist.
Beispiel 5 : Baumwollgewebe wird mit einer wässerigen Lösung imprägniert, die in 1000 Vol.- Teilen enthält :
100 Gew. Teile Kondensationsprodukt erhalten nach Beispiel 1,
50 Vol. Teile Ameisensäure 86% ig
50 Gew. Teile einer 20% igen Paraffinemulsion, die als Emulgator beispielsweise Leim enthält.
Das Gewebe wird hierauf auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 200% (trockenes Gewebe = 100%) zwischen Quetschwalzen abgequetscht und mit einer in der Textilindustrie gebräuchlichen Trockenapparatur, d. h. auf einem Spannrahmen oder mit Hilfe von Trockenzylindern in üblicher Weise getrocknet. Durch diese Behandlung ist das Gewebe stark wasserabstossend und wasserundurchlässig geworden.
Nach dem Waschen mit 5 g Seife pro Liter Waschflotte bei 90 C während einer halben Stunde bleibt die Wasserdichtigkeit zum grössten Teil erhalten.
Ein ähnliches Ergebnis wird dadurch erzielt, dass man an Stelle der reinen Paraffinemulsion eine solche Emulsion verwendet, die ausser dem Paraffin noch ein Aluminiumsalz, z. B. Al-Acetat, enthält. Auch durch Imprägnieren mit einer Aluminiumsalzlösung in Verbindung mit dem Aminotriazin-Formaldehydkondensationsprodukt erhält man einen guten, waschechten wasserabstossenden Effekt, während mit Aluminiumsalz allein der Effekt beim Waschen verlorengeht.
Die Verwendung des Aminotriazin-Formaldehydkondensationsproduktes für die Herstellung wasserdichter Appretur hat nicht nur zur Folge, dass die imprägnierten Gewebe besser wasserdicht, u. zw. waschecht wasserdicht erhalten werden können, sondern dass gleichzeitig ein voller, fester Griff entsteht. Der Griff des Gewebes kann aber auch durch weichmachende Zusätze geändert werden.
Beispiel 6 : 10 Gew. Teile des nach Beispiel 1 erhaltenen trockenen Kondensationsproduktes werden in einem Gemisch von 90 Vol. Teilen Wasser und 10 Vol. Teilen 86% iger Ameisensäure gelöst und diese Lösung zu einem Stärkekleister, erhalten durch Verkochen von 80 Gew. Teilen Kartoffelstärke mit 900 Vol. Teilen Wasser und nachheriges Abkühlen, zugesetzt und das Ganze gut durcheinander gemischt.
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Mit dieser Mischung wird ein mittelschweres Baumwollgewebe in einer Appretiermasehine getränkt, abgequetscht und das Gewebe hierauf am Spannrahmen bei 220 C getrocknet. Zur Beschleunigung der Trocknung kann Warmluft von 50 bis 600 C verwendet werden.
Durch diese Behandlung wird eine waschechte Fixierung der Stärkeappretur erreicht. Auch nach sechsmaligem Waschen bei 90 C mit einer Lösung, enthaltend 5 g Seife und 2 g Soda im Liter, verbleibt die Appretur zum grössten Teil auf dem Gewebe.
Dass tatsächlich schon durch eine Trocknung bei Zimmertemperatur eine optimale Fixierung eintritt, wurde dadurch erhärtet, dass an die Trocknung bei 22 C folgende Wärmebehandlungen angeschlossen wurden :
10 Minuten bei 70 C oder Y2 Minute bei 100 C oder
Minute bei 1400 C oder
4 Minuten bei 140 C.
Die so nachbehandelten Gewebe zeigten in keinem Falle eine Verbesserung der Waschechtheit.
Zu ähnlichen Ergebnissen gelangt man, wenn in obigem Beispiel die zur Lösung des Kondensationsproduktes verwendeten 10 Vol. Teile Ameisensäure 86% ig ersetzt werden durch :
10 Vol. Teile konz. Salzsäure oder
7'5 Vol. Teile Ameisensäure 86% ig oder
20 Vol. Teile Essigsäure 80% ig oder
20 Vol. Teile Milchsäure 92% ig oder
10 Gew. Teile Weinsäure.
Ferner kann man mit ähnlichem Erfolg die im vorstehenden Beispiel verwendeten 80 Gew. Teile Kartoffelstärke durch die gleiche Menge Weizenstärke ersetzen.
Ein vorzüglicher waschechter Fixierungseffekt wird auch erhalten, wenn die 10 Gew. Teile des nach Beispiel 1 erhaltenen Kondensationsproduktes ersetzt werden durch die gleiche Menge des im letzten Absatz von Beispiel 3 erwähnten starken hydrophoben Kondensationsproduktes.
Beispiel 7 : Eine Lösung von 10 Gew. Teilen des in Beispiel 1 erwähnten Kondensationsproduktes in einem Gemisch von 90 Vol. Teilen Wasser und 10 Vol. Teilen 86% iger Ameisensäure wird mit einem Stärkekleister, der in 900 Vol. Teilen Wasser 80 Gew. Teile Kartoffelstärke und 160 Gew. Teile Kaolin enthält, gut durchgemischt. Mit dieser Mischung wird ein Gewebe wie in Beispiel 6 behandelt.
Auch die Trocknung erfolgt wiederum bei gewöhnlicher Temperatur. Die Waschprobe zeigt auffallenderweise, dass der Füllstoff Kaolin, sowie das Versteifungsmittel selbst nach sechsmaliger, wie in Beispiel 6 durchgeführter Wäsche nicht entfernt wird. Die beabsichtigte Füllung der Gewebefaser ist bei der Durchsicht gegen das Licht deutlich bemerkbar.
Beispiel 8 : Eine Lösung von 10 Gew. Teilen des in Beispiel 1 erwähnten Kondensationsproduktes in einem Gemisch von 90 Vol. Teilen Wasser und 10 Vol. Teilen 86% iger Ameisensäure wird zu einer Lösung von 80 Gew. Teilen Gummi Arabicum in 1000 Vol. Teilen Wasser zugefügt. Mit dieser Lösung wird ein Baumwollbuntdruckgewebe wie in Beispiel 6 getränkt. Die überschüssige. Flotte wird zwischen Walzen abgequetscht und das Gewebe hernach auf dem Spannrahmen bei 340 C getrocknet.
Das so behandelte Gewebe zeigt auch nach mehrmaliger Wäsche eine vollgriffige, mittelsteife, unauffällige Appretur.
Zu ähnlichen Ergebnissen gelangt man, wenn man die im vorstehenden Beispiel verwendeten 80 Gew. Teile Gummi Arabicum durch 70 Gew. Teile Johannisbrotmehl oder 60 Gew. Teile Tragant ersetzt.
Beispiel 9 : 7 Gew. Teile eines Kondensationsproduktes, erhalten durch kurzes Kochen eines
Gemisches von 4-7 Gew. Teilen Melam mit 11-3 Vol. Teilen 32vol. % igem Formaldehyd, 20 Vol. Teilen Ameisensäure 86% ig und 0'5 Vol. Teilen konzentrierter Schwefelsäure, Ausfällen des Reaktionsproduktes durch Verdünnen mit Wasser, Neutralisation der Suspension mit Natronlauge, Filtration und Trocknung des Rückstandes, werden mit 70 Vol. Teilen Ameisensäure 86%ig gelöst und diese Lösung mit 700 Gew. Teilen eines 8% eigen Kartoffelstärkekleisters gut durchgemischt.
Mit dieser Masse getränktes Gewebe gibt schon nach dem Trocknen bei gewöhnlicher Tem- peratur eine waschechte Hartappretur.
Beispiel 10 : 10 Gew. Teile eines Kondensationsproduktes, erhalten durch Erwärmen eines
Gemisches von 14'6 Gew. Teilen 2-Chlor-4, 6-diamino-l, 3, 5-triazin, 56 Vol. Teilen 32vol. % igen Form- aldehyd, 24 Vol. Teilen 95% igem Äthylalkohol und 1 Vol. Teil konz. Schwefelsäure bis zur Bildung einer klaren Lösung, Neutralisation und Eindampfen derselben zur Trockne im Vakuum, werden in einem Gemisch von 60 Vol. Teilen Ameisensäure 86% ig und 40 Vol. Teilen Wasser gelöst und diese
Lösung wie in Beispiel 9 mit Stärkekleister vermischt.
Die so erhaltene Appreturmasse ergibt ähnliche Effekte wie die nach Beispiel 9 erhaltene.
Beispiel 11 : 10 Gewichtsteile eines Kondensationsproduktes erhalten aus 6'35 Gew. Teilen
2-0xy-4, 6-diamino-l, 3,5-triazin, 47 Vol. Teilen 32 vol. % igem Formaldehyd und 2-15 Vol. Teilen konz.
- Salzsäure durch etwa zweieinhalbstündiges Kochen, Neutralisation und Eindampfen der erhaltenen
Lösung, werden in einem Gemisch von 90 VoI. Teilen Ameisensäure 86% ig und 10 VoI. Teilen Wasser gelöst.
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Diese Lösung wird wie in Beispiel 9 mit einem Stärkekleister vermischt. Dieses Gemisch ergibt ähnliche Appretureffekte wie in Beispiel 9 angegeben.
Statt wie in den vorstehenden Beispielen das Kondensationsprodukt bei seiner Verwendung in Säure bzw. angesäuertem Wasser zu lösen, kann man auch Trockenpräparate verwenden, die beispielsweise aus gleichen Teilen Kondensationsprodukt und einer fixen organischen Säure, wie Weinsäure, durch Mischung hergestellt sind. Solche Gemische eignen sich als Handelsprodukte, indem sie in Wasser löslich sind und daher direkt für die verschiedenen oben beschriebenen Zwecke verwendbar sind, sei es für sich oder im Gemisch mit den genannten Zusätzen, wie Weichmacher, versteifende Mittel, wasserabstossende Mittel, usw.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Behandlung von Textilfasern mit härtbaren Aldehydkondensationsprodukten von Aminotriazinen, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung bei niedrigen Temperaturen, vorzugsweise in Gegenwart von Zusätzen sauren Charakters erfolgt.