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Verfahren zur Erzeugung eines gegen Verfärbungen beständigen
Cellulosematerials
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung eines gegen Verfärbungen beständigen Cellulose- materials.
Es ist schon seit langem bekannt, dass an sich weisse Erzeugnisse aus gebleichter, regenerierter Cel- lulose, die aus Viskose gewonnen wurde, sich beim Trocknen verfärben. Dies ist besonders dann uner- wünscht, wenn das Kunstseidematerial einer verfahrensmässigen Trocknung oder einer Wärmebehandlung unterworfen wird, die häufig auch beim späteren Gebrauch des Materials notwendig ist. Beispielsweise werden Kunstseideerzeugnisse für chirurgische oder sanitäre Zwecke vor ihrer Verwendung einer Dampf-- sterilisierung unterworfen. Unter gewöhnlichen Herstellungsbedingungen werden solche Erzeugnisse bei
Abgabe an den Verbraucher in einem annehmbaren Masse weiss sein, doch werden sie merklich verfärbt, wenn sie Temperaturen und Feuchtigkeitsgraden ausgesetzt werden, wie sie im Zuge einer Dampfsterili- sierung auftreten.
Bis zu einem gewissen Ausmasse gilt dies auch für pastellfarbene Erzeugnisse.
In der österr. Patentschrift Nr. 160345 wird ein Verfahren zur Erzielung einer Bleichwirkung beschrie- ben, nach welchem Cellulosexanthogenatfäden in heissen Lösungen, denen Entschwefelungsmittel, wie z. B. Natriumsulfit oder Natriumsulfid, zugesetzt sind, zersetzt werden, wonach die Cellulosehydratfäden gewaschen und geseift werden. Auch nach diesem Verfahren kann jedoch nicht verhindert werden, dass die dem Waschvorgang folgenden Behandlungsvorgänge bzw. spätere Einwirkungen auf das fertige Cellu- losematerial Verfärbungen desselben hervorrufen.
Erfindungsgemäss wird die als Folge der Einwirkung von warmer feuchter Atmosphäre auf Erzeugnisse aus regenerierter Cellulose wie Fäden, Fasern oder Filme, auftretende Verfärbung dadurch vermieden, dass vorgeformte regenerierte Cellulose, bis zur Abwesenheit von löslichen Verunreinigungen gewaschen und dann mit einer Lösung gesättigt wird, die Bisulfite, z. B. gelöstes Natriumbisulfit in einer Mindestkonzentration von 0, 1 % enthält, worauf das Material in Gegenwart der Bisulfitionen getrocknet wird.
Obgleich der der Missfärbung entgegenwirkende Zusatz in gelöster Form dem Kunstfasermaterial zugesetzt werden kann, wenn sich dieses in trockenem oder vorgetrocknetem Zustand befindet, wird dieser zweckmässig gebleichtem und gewaschenem feuchten Garn oder ebensolchen Fasermaterialien, wie sie vom Spinnprozess oder den sich unmittelbar anschliessenden Behandlungen gewonnen werden, zugesetzt, Die Stärke der benötigten Bisulfitkonzentration scheint durch die Anwesenheit eines Veredlungsstoffes, der in der Lösung vorhanden sein mag, anscheinend nicht entscheidend beeinträchtigt zu werden, sofern der PH-Wert der Lösung innerhalb des obenangeführten Verwendungsbereichs. gehalten wird. Natriumbisulfit liefert normalerweise eine Lösung, mit einem PH von ungefähr 4, 5.
Fällt aus irgendeinem Grunde der PH-Wert beträchtlich unter diesen Wert, so wird sagas in die Atmosphäre entlassen ; der pH-Wert wird vorzugsweise auf einem ungefähren Wert von 5, 0 durch Beigabe von kaustischem oder anderem Alkali gehalten.
Wird die Erfindung bei der Erzeugung von Kunstseidestapelmaterial angewendet, so wird das Vlies vom Stapelschneider als Decke auf einem flachen Förderband durch die gebräuchlichen, der Nachbehandlung dienenden Einrichtungen geführt, in denen die Entschwefelung, Bleichung, Entaktivierung der Restmengen an Bleichflüssigkeit und das Spülen erfolgt. Als Vorbereitung für die Aufbringung der Veredlungslösung wird das Vlies über eine bestimmte Strecke vorwärtsbewegt und währenddem von Wasser durchflossen, worauf es durch Quetschwalzen hindurchgeführt wird. Das aus den Quetschwalzen heraustretende
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Vlies hat einen Feuchtigkeitsgehalt von 175 bis 300 0/0, bezogen auf das Trockengewicht der trockenen Faser.
Anschliessend wird das Vlies unter eine die Veredlungsflüssigkeit liefernden Brause hindurchbewegt ; diese flüssige Veredlungslösung enthält gelöstes Natriumbisulfit, wobei sonstige Zusätze vorhanden sein oder fehlen können. Das Faservlies wird anschliessend in einem gebräuchlichen Konvektionstrockner durch Ausquetschen getrocknet, wozu es etwa durch Quetschwalzen hindurchgeführt werden kann, um den Feuchtigkeitsgehalt so weit zu erniedrigen, dass er einen praktischen Wert, etwa 200 % bezogen auf das Trockengewicht der Fasern, erreicht. Auf diese Weise erhält man hinter den Quetschwalzen Fasern, die sich noch in feuchtem Zustand befinden, u. zw. sind sie durch die die Bisulfitionen enthaltende Lösung befeuchtet.
Die Fasern werden anschliessend ohne weitere Behandlung auf eine gebräuchliche Weise getrocknet, wobei es zweckmässig ist, die Fasern während der Trocknung in einer Decke zu belassen und auf der Fördereinrichtung aufruhen zu lassen.
Die erfindungsgemässen Massnahmen können auf ähnliche Weise auch in die Herstellung der Fäden eingebaut werden. Beispielsweise kann man bei der Erzeugung von Tauen oder kleineren Fadenbündeln unter Anwendung bekannter kontinuierlicher Systeme das Zerschneiden, wie es oben im Zusammenhang mit der Herstellung von Stapelfasern erwähnt wurde, weglassen. Werden die Fasergebilde in Form von
Garnkuchen wie beim Topfspinnen erhalten, so werden die Kuchen in einer hiefür wohlbekannten Spe- zialmaschine der Entsäuerung, Entschwefelung, Bleichung, Spülung und dem Aufbringen der Veredlungs- lösung unterworfen ; die letztere stellt meist eine Emulsion vor, welche ein Textilglanzmittel enthält.
Die Kuchen enthalten, gerade bevor sie der formgebenden Lösung (Schlichte) ausgesetzt werden,
250 % Feuchtigkeit, bezogen auf das Trockengewicht der Kuchen. Anschliessend wird die formgebende
Lösung, welche vorzugsweise 0, 3-0, 5 % Natriumbisulfit enthält, durch die Kuchen geführt, welche an- schliessend vom Feuchtigkeitsüberschuss befreit werden und sodann in eine Zentrifuge eingebracht werden, wo sie zwecks Verminderung des Feuchtigkeitsgehaltes auf 165 % geschleudert werden. Anschliessend werden die Kuchen auf gebräuchliche Weise getrocknet, u. zw. in Gegenwart eines Bisulfitionen enthaltenden Stoffes z. B. Natriumbisulfit, indem man z. B. die Kuchen, während sie auf Wagen aufruhen in einem gebräuchlichen Trockner über einen Zeitraum von 30 bis 125 Stunden einer Temperatur von 38 bis 930 C aussetzt.
Da für praktisch alle gewerblichen oder industriellen Verwendungszwecke von Kunstseidefasern diese vorzugsweise mit einem Veredlungsstoff oder einer Ausrüstung versehen werden, der einem oder mehreren Zwecken dient, z. B. die Faseroberfläche glättet, um ihren Durchgang durch die Textilmaschine zu erleichtern, die Entwicklung statischer Elektrizität zu vermindern oder die zwischen den Fasern vorhandenen Kohäsionskräfte zu verändern, wird der erfindungsgemässe, der Missfärbung entgegenwirkende Stoff vorzugsweise mit dem das Finish liefernde Mittel zugesetzt, u. zw. deshalb, weil bei Verwendung separater Lösungen für jeden Zusatz die Gefahr bestünde, dass die zuletzt aufgebrachte Lösung jene Stoffe aus den Fasern auswaschen würde, die in den Fasern durch die vorher aufgebrachte Lösung deponiert wurden.
Demgemäss enthält, um den der Missfärbung entgegenwirkenden Stoff und den das Finish sichernden Stoff in richtiger Menge aufzubringen, die zuletzt angewandte Lösung beide Zusätze, sofern ein das Finish ergebender Veredlungsstoff verlangt wird. Es ist natürlich wichtig, dass das Veredlungsprodukt von Säuren im pH-Bereich von 3 bis 6 nicht ungünstig verändert wird. Vorliegendenfalls werden Veredlungstoffe im Hinblick auf ihre Beständigkeit innerhalb dieses pH-Bereiches ausgewählt.
Es zeigt sich, dass eine Anzahl von die Fasern veredelnden oder die Faseroberfläche behandelnden Stoffen innerhalb der Lösungen stabil sind, welche auf pH-Werten gehalten werden, wie sie für die Anwendung der Erfindung gewünscht werden. Diese Stoffe sind in hinreichender Vielfalt vorhanden, um die wesentlichen Aufgaben von veredelnden Stoffen zu erfüllen, wie Glanzbildung, Verhütung des Entstehens statischer Elektrizität und der Ausbildung der zwischen den Fasern wirkenden Kohäsionskräfte.
Beispiele von Stoffen, welche mit Bezug auf die Erfüllung einer oder mehrerer dieser Aufgaben zufriedenstellend und bei Gegenwart von Bisulfitionen stabil sind, sind 20-Dendrosorbitanmonolaurat, Sorbitanmonopalmitat und 16-Sorbitantristearat, die nichtionisch sind ; ferner anionische Stoffe, wie Laurylsulfat und weisses Mineralöl in Gegenwart eines sulfatierten Butyloleats ; kationische Stoffe, wie Cetyläthylmorpholin- ätholsulfat.
Die bevorzugte Methode zur Aufbringung des der Missfärbung entgegenwirkenden Stoffes auf Fasern aus regenerierter Cellulose, welche, um lösliche Verunreinigungen zu entfernen, gründlich gewaschen wurde und sich in feuchtem Zustand befindet, besteht in der Anwendung der End-oder Ausrüst-Lösung. Wenn es sich um Stapelfasern handelt, kann diese Lösung durch darüber befindliche Brausen aufgebracht werden ; endlose Fäden oder Fadenbündel können durch ein von der Lösung gebildetes Bad gezogen werden und in jedem Falle wird das Erzeugnis durch einen Wringer, etwa in Form von Quetschwalzen, hindurchgeführt.
Die Ausrüst-Lösung wird Kuchen aus Kunstseidengarn gewöhnlich dadurch einverleibt, dass man
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EMI3.1
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EMI4.1
<tb>
<tb> Geprüfte <SEP> Teile <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3
<tb> Helligkeit
<tb> nach <SEP> der <SEP> Trocknung <SEP> 94,0 <SEP> 91,4 <SEP> 93
<tb> nach <SEP> der <SEP> Dampfbehandlung <SEP> 86, <SEP> 5 <SEP> 88, <SEP> 4 <SEP> 89, <SEP> 5 <SEP>
<tb> Gelbfärbungsfaktor
<tb> nach <SEP> der <SEP> Trocknung <SEP> 2,98 <SEP> 3, <SEP> 22 <SEP> 2, <SEP> 28 <SEP>
<tb> nach <SEP> der <SEP> Dampfbehandlung <SEP> 6,42 <SEP> 5, <SEP> 41 <SEP> 2, <SEP> 49 <SEP>
<tb>
Aus diesen Werten kann man ersehen, dass Teil 3 an Helligkeit nicht annähernd so viel einbüsste und an Gelbfärbung nicht annähernd so viel zunahm, wie die Teile 1 und 2, welche der Natriumbisulfitbehandlung nicht unterworfen wurden.
B eis piel 5 : Kunstseidegarnkuchen 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 und 8, die durch die Zentrifugalspinnmethode erhalten wurden, wurden in vier verschiedenen Gruppen (A, B, C und D) von Prüfmustern geteilt. Jede Gruppe erhält zwei Kuchen, einen Kontroll- oder Vergleichskuchen, und einen mit Natriumbisulfit behandelten Kuchen, welche hinsichtlich Reinigung (d. h. Waschen, Entschwefelung, Bleichung), Endbehandlung und Trocknung unter gleichen Bedingungen behandelt wurden, mit dem Unterschied, dass die Endbehandlungslösung des Vergleichskuchens jeder Gruppe Natriumbisulfit nicht enthielt. Die Gruppen unterscheiden sich untereinander hinsichtlich der eingehaltenen Reinigungsbehandlung. Da die genaue Art der Reinigungsbehandlung nicht Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist, werden die diesbezüglichen Einzelheiten übergangen.
Von den Kuchen 5,6, 7 und 8 wurde jeder mit Natriumbisulfit behandelt, welches mit einer Konzentration von 0, 3 % in einer wässerigen Endbehandlungslösung enthalten war, die auch einen Gehalt von 1, 9 feiner Mischung aus 75 Teilen weissen Mineralöles und 25 Teilen sulfatiertem Butyloleat aufwies. Der PH- Wert der Endbehandlungslösung der Vergleichskuchen wurde mittels eines Puffers auf 6, 5-7, 0 gehalten. Der PH-Wert der Endbehandlungslösung für die mit Bisulfit behandelten Kuchen 5, 6, 7 und 8 wurde auf einem Wert von 3, 5 bis 4,0 gehalten. Nach Trocknung in einem Konvektionstrockner über einem Zeitraum von 95 Stunden bei ungefähr 62, 50 C erreichten die Kuchen einen Feuchtigkeitsgehalt von 5 % oder weniger.
Anschliessend wurden Garnmuster der Kuchen in einem Spek- trophotometerderGeneralElectric Companyhinsichtlich Weissfärbigkeitswerten, welche auf diesem Apparat angegeben sind, mit folgendem Ergebnis geprüft.
EMI4.2
<tb>
<tb>
Gruppe <SEP> A <SEP> B <SEP> C <SEP> D
<tb> Vergleichskuchen <SEP> 1 <SEP> 2, <SEP> 3 <SEP> 4
<tb> Weisswert <SEP> 78 <SEP> 71 <SEP> 81 <SEP> 84
<tb> mit <SEP> Natriumbisulfit <SEP> behandelte <SEP> Kuchen <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP>
<tb> Weissweit <SEP> 82 <SEP> 83 <SEP> 85 <SEP> 88
<tb>
Entsprechend den vorstehenden Werten ergibt sich, dass der mit Natriumbisulfit behandelte Kuchen in der Gruppe einen um 4 Einheiten grösseren Weisswert aufweist als der Vergleichskuchen derselben Gruppe.
Somit ist der Schluss zulässig, dass Kunstseidengarn aus einem durch Befeuchten mit einer Natriumbisulfit oder andere Bisulfitionen enthaltenden Lösung erhaltenen nassen Zustand getrocknet werden kann, um den Weisswert des Garnes zu verbessern, ohne dass hiezu irgendeine andere Abänderung des Herstellungsverfahrens erforderlich ist, als eine Abänderung der vor dem Trocknen angewendeten Flüssigkeitsbehandlung. Wegen der überlegenen Weisse des mit Bisulfit behandelten Garnes ist es möglich, daraus hergestellte Kunstseidegewebe oder Textilien gleichförmig hell einzufärben und besonders in den lichteren Tönungen oder Schattierungen reinere Farben zu erzielen. Darüber hinaus ist solches Textilmaterial bei einer späteren Trockenreinigung, Sterilisation u. dgl. farbbeständiger.
Letztere ist natürlich bei ungefärbter Ware besonders augenfällig, die man in einem so weit als möglich unverändertem Zustand der Weisse zu erhalten wünscht.