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Verfahren zur Erhöhung der Knitterfestigkeit von Textilien.
Der Gegenstand des Patentes betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Knitterfestigkeit von
Textilien. Hiebei handelt es sich um Textilien aus Cellulosefasern, u. zw. von solchen aus den sogenannten
Cellulosehydraten. In diese Gruppe gehören alle solche Fasern, die aus nativer Cellulose durch Behandeln mit Chemikalien erhalten werden, also insbesondere die Viskosefasern und die daraus hergestellten Zellwolle. Beim Lösen der nativen Cellulose, beim Reifen der Lösung und bei der sonstigen Behandlung kommt es zu einer Desaggregation des Cellulosemoleküls unter Wasseraufnahme. Die regenerierte Cellulose ist also in Wirklichkeit ein Cellulosehydrat.
Bekanntermassen besitzen nun solche Fasern eine sehr schlechte Knitterechtheit oder Knitterfestigkeit und dieser Nachteil teilt sich ebenso den hieraus hergestellten Textilmaterialien und den Materialien, die neben anderen Fasern solche Fasern enthalten, mit.
Das Bestreben der Technik aus den Cellulosehydratfasern Textilien herzustellen, die den Naturprodukten wie Wolle, Baumwolle usw. möglichst weitgehend gleichwertig oder sogar überlegen sind, erweckt zwangsläufig auch das Bestreben, dem Material eine ausreichende Knitterfestigkeit zu erteilen.
Es sind so bereits eine ganze Reihe von Verfahren vorgeschlagen worden, die mehr oder weniger befähigt 'sind, diesen Nachteil der geringen Knitterfestigkeit zu beseitigen. Die meisten dieser Verfahren suchen auf dem folgenden Wege zum Ziele zu kommen : Man umhüllt die Faser mit einer Kunstharzhülle, bettet dieselbe also in Kunstharz ein. Hiebei werden vor allem solche Kunstharze verwendet, deren eine
Komponente ein Aldehyd, vorzugsweise Formaldehyd, ist und deren andere Komponente Harnstoff, Thioharnstoff oder auch ein Phenol, wie Kresol u. dgl., bildet. Auch Polymerisationsharze vom Typ der Polyvinyl-und Polyacrylharze sind zu diesem Zwecke bereits vorgeschlagen worden.
Die zur Herstellung solcher Harze aus den Komponenten erforderlichen Kondensationsmittel sind meist Säuren, in Ausnahmefällen Alkalien. Solche Mittel vermögen nun die Faser schon an und für sich in erheblichem Masse zu schädigen. Hiezu kommt aber ausserdem, dass die Kunstharze auf der Faser gebildet werden müssen, da die fertigen Harze-wenn überhaupt-so doch nur in teuren organischen Lösungsmitteln gelöst werden können, während die Komponenten oder die Harzvorstufen auch in Wasser gut in Lösung gebracht werden können. Zur Bildung der Harze benötigt man aber Temperaturen von 160 bis 180 C, die auch ihrerseits, besonders in Anwesenheit der Kondensationsmittel, die Cellulosefaser in ganz erheblichem Masse zu schädigen vermögen.
Es wurde zwar in neuerer Zeit eine
Reihe von Verfahren vorgeschlagen, bei deren Ausübung man nur Kondensationstemperaturen von 100 C und wenig darüber benötigen soll, praktische Bedeutung haben diese Verfahren aber nicht, so dass man nach wie vor bei 160-180 C arbeitet.
Hiezu kommt ausserdem, dass diese Verfahren meist als umständliche Mehrbadverfahren ausgeübt werden müssen, wobei es überdies stets erforderlich ist, wegen der Aggressivität des Aldehyds in komplizierten und teuren Apparaturen zu arbeiten, um eine Schädigung und Gefährdung der Arbeiterschaft möglichst ausschliessen zu können. Schliesslich zeigen diese Verfahren noch den folgenden Nachteil : Es existiert nur eine ganz beschränkte Anzahl von Farbstoffen, die eine Behandlung mit oder eine Anwesenheit von Formaldehyd oder Formaldehyd abgebenden Substanzen vertragen, ohne dass es zu unberechenbare Nuancenveränderungen, ja bisweilen sogar Fleckenbildungen oder Farbstoffzerstörungen kommt.
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Patentgemäss erhält man ein einfaches und billiges Verfahren, welches alle diese Nachteile nicht zeigt, u. zw. erzielt man den gewünschten Effekt einer erheblich gesteigerten Knitterfestigkeit solcher Textilien dadurch, dass man dieselben mit Lösungen wasserlöslicher Salze, nämlich mit Boraten oder Stannaten in wässeriger Lösung behandelt. Die Faser wird also mit derartigen wasserlöslichen Salzen beladen. Dieselben sitzen dann auf der Faseroberfläche, in den Längsfalten der Faser, sie scheinen aber sogar in das Innere derselben eindringen zu können. Hiedurch erzielt man den gewünschten Effekt, wenn man, was sehr einfach ist, dafür sorgt, dass die Abscheidung der Salze auf der Faser in feinkristalliner bis amorpher Form eintritt.
Man darf also nicht etwa durch ganz langsames Auskristalli- sierenlassen künstlich gröbere Kristalle züchten.
Es liegt auf der Hand, dass es zu unterlassen ist, vorher oder gleichzeitig solche Mittel auf die Faser zu bringen, die wie Leim durch Bildung des Leimpanzers dem erstrebten Effekt entgegenarbeiten. Jedenfalls ist Sorge zu tragen, dass das aufgebrachte wasserlösliche Salz (Borat oder Stannat), im Überschuss gegenüber andern auf die Faser gebrachten Substanzen auf dieser sitzt.
Die Beladung mit dem Borat oder Stannat bewirkt nach dem Gegenstand des Patentes den gewünschten Effekt einer erhöhten Knitterfestigkeit. Der Effekt wird praktisch verwertbar bei einer 5% igen Beladung, praktisch bedeutungsvoll ist jedoch vor allem eine Beladung von 10 bis 15%.
Der erzielbare Effekt wird patentgemäss verbessert, wenn man gleichzeitig Fettstoff auf die Faser bringt. Hiedurch wird einerseits ein erwünschter weicher Griff hervorgerufen, ausserdem aber scheint, insbesondere wenn Fettstoffdispersionen verwendet werden, das kolloide System die feinkristalline bis amorphe Abscheidung der Salze zu unterstützen. Dass diese Ansicht richtig ist, kann man der Feststellung entnehmen, dass auch andere kolloidale Zusätze, etwa geringe Mengen einer Dextrin oder Leimlösung oder ein Zusatz von Stärke, Gummiarabicum, Glycerin usw., Eiweiss oder dessen Abbauprodukten, in der gleichen Richtung wirken. Auch hier muss aber dafür Sorge getragen werden, dass die wasserlöslichen Salze im Überschuss gegenüber andern Beladungen auf der Faser sitzen.
Bei Leim u. dgl. muss man natürlich die Menge daran so gering wählen, dass es nicht durch Bildung eines spröden Leimpanzers zu einem entgegengesetzten Effekt einer Erhöhung des Knitterns kommt.
Es wurde in der Appreturtechnik bereits mehrfach vorgeschlagen, Salze zur Beladung von Textilien zu verwenden. So wurden auch die für das vorliegende Verfahren wichtigen Borate oder Stannate solchen Präparationen zugesetzt, mit denen man Dekorationsstoffe u. dgl. feuerfest oder flammsicher machen wollte. Hiebei handelt es sich aber um unbestimmte und wechselnde Mengen solcher Salze.
Der, patentgemässe Effekt wurde noch niemals beobachtet und beschrieben, vor allem wurde bisher noch nie erkannt und beschrieben, welche wichtigen Effekte man gerade bei den bekanntermassen knitterunechten Cellulosehydratfasern zu erzielen vermag. Es kann überdies der Literatur nicht ent- nommen werden, dass die Beladung amorph bis feinkristallin erfolgen muss und dass die wasserlöslichen Salze der genannten Art im Überschuss gegenüber anderen Beladungen auf der Faser vorhanden sein müssen.
Der auf dem Wege des Gegenstandes des Patentes erzielbare Effekt erweist sich, wie bereits ausgeführt, von höchster Bedeutung für Viskosekunstseiden, aber auch andere Kunstseide und aus solchen gewonnene Zellwollen, bzw. die hieraus oder unter deren Zusatz hergestellten Textilien, etwa Futterstoffe, Krawattenstoffe, Hemden-und Blusen-sowie Kleiderstoffe, Samte, Plüsche, Trikotagen, aber auch Garne u. dgl., Halbfertigmaterial. Es liegt hiezu auf der Hand, dass die insgesamt aufzubringenden Mengen verschieden sein müssen, da z. B. eine Mischware aus Wolle und 25% Zellwolle weniger zum Knittern neigt als ein reines Zellwollgewebe.
Durch seine Billigkeit und die Einfachheit seiner Anwendung bedeutet das vorliegende Verfahren einen ausserordentlichen technischen Fortschritt : Es erfolgt keine Schädigung des Materials, kein
Angriff auf die etwa aufgebrachten oder aufzubringenden Farben, keine unnötige Änderung des Warencharakters. Der Arbeiter kann überhaupt nicht ernstlich bedroht werden. Hiezu kommt aber auch noch, dass die benötigten Manipulationen zur Ausübung des Verfahrens vollkommen denen einer normalen Appretierung entsprechen, man benötigt also keine zusätzlichen Apparate, sondern kann auf den bereits zur Verfügung stehenden Apparaten, also den jeder appretierenden Fabrik zur Verfügung stehenden üblichen Foulards oder Gummiermaschinen, arbeiten.
Man lässt hiebei die Ware eine solche Vorrichtung, welche die entsprechende Flotte enthält, passieren, quetscht oder schleudert dann sofort ab und bringt möglichst umgehend, um eine nochmalige Aufwärmung vermeiden zu können, in eine Trockenvorrichtung. Ist das nicht möglich, so empfiehlt es sich, die Ware in Stapeln oder Bündeln lagern zu lassen. Bei losem Material oder Garnen wird die Behandlung zweckmässig in einer Kufe vorgenommen. Man verwendet stets nur ein einfaches Bad. Da man die Ware noch heiss in die Trockenvorrichtung bringen kann, verbilligt sich das Verfahren noch weiterhin, da man die Kosten der Wiedererwärmung einer erkalteten Ware vermeidet.
Verwendet man Dispersionen von Fettstoffen, so kann es erwünscht sein, zur Erhöhung der Stabilität der Dispersionen der Fettstoffe Zwischenträger, wie Fettalkohole oder die entsprechenden Fettsäureamide zuzugeben, die als hydrophil wasserunlösliche Verbindungen die Dispersion hydro-
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phober Substanzen zu stabilisieren vermögen. Man kann aber natürlich auch lediglich Dispersionen solcher hydrophiler Fettstoffe verwenden.
Es zeigt sich, dass die Dispersionen besonders gute Eigenschaften zu geben vermögen, welche man durch Verdünnen solcher Dispersionen oder Mischungen erzielt, die konzentriert, also ohne oder nur mit geringem Zusatz von Wasser hergestellt wurden. Man vermischt die wasserlöslichen Salze als solche oder in konzentrierter Lösung mit den Fettstoffen und homogenisiert in üblicher Weise. Das so erzielte Produkt lässt sich vom Gebraucher direkt zu den gebrauchsfertigen Flotten verdünnen, denen wahrscheinlich wegen der so erzielten besseren Verteilung eine höhere Wirksamkeit zukommt.
Bekanntlich kann einer Paraffinausrüstung eine gewisse Abperlwirkung gegenüber einer Benetzung mit Wasser zukommen, wenn bei Herstellung der verwendeten Emulsion dafür Sorge getragen wird, dass sie keine Netzmittel oder sonstige, dem Abperleffekt entgegenwirkende Substanzen enthält. Will man diese Wirkung bis zur wasserabstossenden Wirkung steigern, so muss man noch Aluminiumverbindungen zugeben bzw. das Gut einer Nachbehandlung mit einer Aluminiumverbindung unterwerfen. Es ist ein Vorzug des patentgemässen Verfahrens zur Knitterfestimprägnierung, dass sich eine derartige zusätzliche Behandlung mit dem Verfahren verträgt, ja dass auf diesem Wege der erzielbare Effekt noch erhöht werden kann.
Durch die folgenden Beispiele soll das Wesen des Gegenstandes des vorliegenden Patentes erläutert werden, eine Beschränkung auf das hier Offenbarte ist aber nicht beabsichtigt.
Beispiel 1 : 20 Gewichtsteile Kokosfett werden mit 30 Gewichtsteilen Stearinseife und 40 Teilen Wasser gut emulgiert. Hiezu gibt man etwa 200 Gewichtsteile Natriumborat und verarbeitet in einer Kugelmühle zu einer möglichst homogenen Paste. Diese vermag sich in lauem Wasser zu einer Emulsion zu lösen. Man verdünnt mit der vier-bis zehnfachen Menge Wasser und behandelt mit dieser Flotte Viskosekunstseide derart, dass man nach dem Trocknen des Gutes eine 10-15% ige Beladung feststellen kann. Das Gut zeigt eine erhebliche Steigerung der Biegeelastizität (Bauschelastizität), es setzt jeder Biegung und Knickung einen höheren elastischen Widerstand entgegen und behält seine Form weitgehend bei, wie sie bei der Imprägnation vorlag, so dass man auch Kräuselungen und sonstige Formungen der Faser so weitgehend zu fixieren vermag.
Der unter Weglassung des Fettstoffes erzielbare Effekt ist dem unter Zusatz von solchen erzielten deutlich unterlegen, praktisch brauchbar sind aber beide. An Stelle des Natriumborat kann man mit gleichem Erfolge auch ein anderes wasserlösliches Borat verwenden, etwa das Kalium-, Ammonium-, Äthanolamin-oder Triäthanolaminborat, natürlich auch Gemische dieser. Ersetzt man einen Teil des Borats durch Kaliumnatriumtartrat, so erhält man etwas unterlegene, bei Zusatz von Stannat aber etwas überlegene Resultate. Zur Stabilisierung kann man der Dispersion noch 2 bis 3 Teile Hexadecanol zusetzen. Es ist aber auch möglich, lediglich mit der Dispersion eines solchen Fettalkohols u. dgl. auszukommen, auch Amide wie Stearinamid sind gut geeignet.
Eine ähnlich wirksame Kombination enthält 60 Gewichtsteile Borat, 40 Gewichtsteile Seignettesalz oder an dessen Stelle 100 Gewichtsteile Borat oder 90 Teile Natriumstannat, 20 Gewichtsteile einer schwach alkalischen Kokosfettemulsion und 2 Teile Gummiarabicum in 1000 Teilen Wasser von 50 C. Mit der warmen oder wieder erwärmten Lösung behandelt man auf dem Foulard einen kunstseidenen Futterstoff, man quetscht gut ab und bringt direkt zum Trocknen in den Spannrahmen. Die Trockentemperatur soll etwa 90 C betragen.
Auf einem Jigger behandelt man einen Viskosedruckstoff in einem Bade, das je Liter 120 g Borax, 10 einer schwach alkalischen Paraffinemulsion (2 Teile eines käuflichen Emulgators, 20 Teile Weichparaffin, 2 Teile Aethal, 76 Teile Wasser) und 5 g Gummiarabicum enthält. Die Badetemperatur betrage 500 C. Nach dem Abquetschen bringt man die Ware noch heiss in den Trockenofen.
Ein Damenkleiderstoff aus 70% Wolle und 30% Zellwolle wird in einer Flotte behandelt, die 5% Borat und 1% einer schwach alkalischen Kokosfettemulsion enthält.
Beispiel 2 : 10 Teile Paraffin und 10 Teile Erdnussöl werden unter Verwendung der benötigten Menge Wasser, die 23 Gewichtsteile Ammoniumoleat enthält, emulgiert, so dass eine steife raste entsteht. In diese arbeitet man 100 Gewichtsteile Seignettesalz, 100 Teile Natriumborat. Dieses Einarbeiten erfolgt in einer Kugelmühle oder Kolloidmühle. Zweckmässig setzt man geeignete Emulsionsstabilisatoren, wie Leim oder andere Eiweissabbauprodukte oder auch hydrophil wasserunlösliche Verbindungen, wie Fettalkohole oder Fettsäureamide, zu. Man belädt das kunstseidene Gut mit einer verdünnten Emulsion mit etwa 10-15% (trocken). Man erhält eine hervorragende Bauschelastizität und einen weichen geschmeidigen Griff. Besonders gute Resultate erhält man nach Weglassen des Tartrats und unter Erhöhung der Boratmenge auf 150-200 Teile.
Eine Paraffinemulsion, enthaltend 30 Gewichtsteile Paraffin (Fp. 40-420 C), 3 Teile Albumin, 1 Gewichtsteil Oxalsäure und 66 Teile Wasser wird mit 200 Gewichtsteilen Natriumborat oder Kaliumborat zu einer Paste verarbeitet. In einer 10% igen Flotte dieser Paste wird ein Zellwollgabardine auf einer Gummiermaschine behandelt, sofort abgequetscht und getrocknet. Der Stoff zeigt einen vollen Griff, stark vermindertes Knittern und einen guten Wasserabperleffekt. Ebenso kann man 25 Gewichtsteile Paraffin (Fp. 520 C), 5 Gewichtsteile Vaselinöl, 3, 5 Gewichtsteile Albumin und 65,5 Teile Wasser emulgieren und davon zu einer 9% Borax enthaltenden Flotte 3% geben. Hiemit behandelt man auf einem Foulard einen Zellwollkleiderstoff.
Man quetscht ab und bringt alsbald in die Trockenvorrichtung.
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Der Stoff zeigt nunmehr eine hervorragende Knitterfestigkeit, das Wasserabperlvermögen ist sichtlich erhöht.
Zur Erzielung einer Wasserdichtigkeit setzt man zum angegebenen Ansatz noch 1, 5 bis 2 Gewichtsteile Natriumaluminat und behandelt das Gut in der 3% eigen Flotte wie angegeben. Den gleichen Effekt könnte man auch durch eine Nachbehandlung des Gabardine in einer Flotte, die 1% ameisensaures Aluminium (12 Bé) enthält, erzielen.
Beispiel 3 : Eine 10% ige Losung von Borat wird mit 1% Stärkesyrup versetzt. Mit dieser Flotte behandelt man auf einem Foulard einen Viskosefutterstoff. Dann quetscht oder schleudert man ab und trocknet. Hierauf kalandert man. Ersetzt man das Borat durch Natrium-oder Ammoniumstannat, so erhält man eine noch bessere Knitterfestigkeit.
Beispiel 4 : Ein Viskosefutterstoff passierte auf einem Foulard eine Flotte, die im Liter 100 g Borax enthält und eine Temperatur von 550 C zeigt. Nach dem Abquetschen wird die noch warme Ware auf dem Spannrahmen bei 900 C getrocknet. Der erzielte Effekt wurde durch Messung des Knitterwinkels bestimmt. Das Ausgangsmaterial zeigte einen solchen von 71 , die behandelte Ware hingegen einen solchen von 1040, also eine erhebliche Verbesserung. Gibt man der Flotte noch 20 g je Liter einer Olivenolemulsion (2 Teile käuflicher Emulgator, 20 Teile Olivenöl, 78 Teile Wasser) zu, so erzielt man bei gleicher Behandlung einen Knitterwinkel von 1150 und ausserdem den erwarteten angenehm weichen Griff.
Erzwingt man durch langsames Verdunsten des Wassers und langsames Abkühlen eine gröber
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PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zum Erhöhen der Knitterfestigkeit von Textilien aus Cellulosehydraten sowie Mischmaterialien, die solche Fasern enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass man wasserlösliche Borate oder Stannate in feinkristalliner bis amorpher Form im Überschuss gegenüber einer etwaigen weiteren Beladung aufbringt.