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Verfahren zur Herstellung von Baumwollgeweben,-garnen oder-gewirken mit erhöhter
Hitzebeständigkeit
Baumwollgewebe haben den Nachteil, dass sie gegen Hitzeeinwirkung, insbesondere in Anwesenheit von Feuchtigkeit, nur wenig widerstandsfähig sind. Bei Temperaturen von z. B. 150 C nimmt ihre Festigkeit in kurzer Zeit um 70 - 80% ab und es tritt eine Bräunung ein. Baumwollgewebe sind daher im allgemeinen für Anwendungen unter Hitzeeinwirkung, z. B. in Bügelpressen, Mangeln, für Filtertücher oder Papiermaschinenfilze in vielen Fällen nicht befriedigend und man musste in solchen Fällen viel teurere Stoffe aus synthetischen Fasern heranziehen, die wieder in anderer Hinsicht unbefriedigend sind.
Bei Baumwollgeweben besteht daher schon lange das Bestreben, ihre Hitzebeständigkeit im Bereich von 100 bis 2000 C zu erhöhen, d. h. den bei Hitzeeinwirkung auftretenden Gebrauchswert-und Festigkeitsverlust zu vermeiden oder wenigstens herabzusetzen. Ein bekanntes Verfahren, welches dieses Ziel verfolgt, besteht darin, die Baumwolle teilweise zu acetylieren. Obgleich damit gewisse Erfolge erreicht wurden, hat sich das Verfahren infolge des notwendigen hohen Kosten- und Arbeitsaufwandes in der Praxis kaum durchgesetzt.
Erfindungsgemäss wird das Problem der Erhöhung der Hitzebeständigkeit von Baumwolle in einfachster Weise durch eine einbadige Imprägnierung der sonst in üblicher Weise hergestellten und ausgerüsteten Baumwollgewebe gelöst, wobei die erzielten Ergebnisse alle bisher in dieser Hinsicht erreichten Verbesserungen bei weitem übertreffen.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass Baumwollgewebe, -garne oder -gewirke mit einer Dispersion von Metall- oder Metalloidoxyden der 3. bis 4. Gruppe des periodischen Systems mit einer Teilchengrösse von 50 bis 200A in wässerigen, härtebaren Aminoplastvorkondensaten imprägniert werden, der Überschuss des Imprägnierungsmittels entfernt und das Vorkondensat ausgehärtet wird. Die Aushärtung erfolgt zweckmässig in Gegenwart eines Härtungskata- lysators durch kurzzeitiges Erhitzen.
Kolloiddisperse Oxyde, die für das erfindungsgemässe Verfahren in Betracht kommen, sind vor allem SiO, TiO und AlOg. Diese Oxyde können durch Abscheidung aus der Gasphase in ausserordentlich feiner Teilchengrösse gewonnen werden und bilden mit Wasser verhältnismässig stabile und verdünnbare Suspensionen. Die Herstellung solcher kolloidaler Suspensionen ist bekannt. Es ist auch bekannt, sie für gewisse Textilbehandlungen zu verwenden, u. zw. zur Erhöhung der Haftund Spinnfähigkeit, zur Mattierung und zur Verbesserung des Griffes, allgemein also dort, wo es auf eine Herabsetzung der Glätte ankommt, ein Problem, das bei Baumwolle in der Regel nicht besteht. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird also ein neues Anwendungsgebiet erschlossen, das für Baumwolle von grösster Wichtigkeit ist.
Die erfindungsgemässe Kombination von kolloiddispersen Oxyden mit einem härtbaren Harz als Imprägnierung hat den zusätzlichen Effekt, dass die Imprägnierung ausserordentlich fest haftet, waschbeständig und unempfindlich gegen Salze und kationaktive Mittel ist, was bei den bekannten Zubereitungen von kolloiddispersen Oxyden nicht der Fall war.
Das erfindungsgemässe Verfahren unterscheidet sich auch vondenbekannten Verfahren zur Flammschutzimprägnierung, bei welchen grobdisperse Oxyde zusammen mit Klebemitteln und andern Hilfsstoffen auf die Fasern aufgebracht werden. Bei der Flammschutzimprägnierung kommt es darauf an, dass der Luftsauerstoff von den Fasern abgehalten und ein Nachglimmen verhindert wird. Daher verwendet man Stoffe für diesen Zweck, die die Fasern durch eine Schmelze umhüllen oder nichtbrennbare Gase abspalten. Die Behandlung mit grobdispersen Oxyden bewirkt jedoch nicht den Effekt, den die vorliegende Erfindung anstrebt, nämlich eine erhöhte Widerstandsfähigkeit des Gutes im Bereich von 100 bis 2000 C. Wie früher erwähnt, wird die Imprägnierung nach dem vorliegenden Verfahren einbadig durchgeführt.
Man kann die Imprägnierung in schwach alkalischem Medium, beispielsweise bei einem pH-Wert von 7, 5 bis 8, 5, vornehmen und dann das Bad auf einen pH-Wert von 5, 5 bis 6, 5 ansäuern. Man kann aber auch, was vorzuziehen ist, dem Bad einen üblichen potentiellen Katalysator zusetzen und die Härtung des Harzes durch kurzzeitiges Erhitzen des im-
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prägnierten Gutes erfolgen lassen. Durch die Anwesenheit des härtbaren Harzes im Bad wird die Stabilität der Imprägnierungsflotte verbessert, so dass ein Zusatz von potentiellen Härtesalzen die kolloidalen Oxyde nicht ausfällt.
Die Imprägnierungsflotte wird vorzugsweise in einem Verhältnis von 1: 20 angewendet, wobei die Flotte 3-5% an kolloidalen Oxyden und zaan härtbarem Harz enthält. Da bei der Imprägnierung das Gewebe etwa 100 seines Gewichtes aufnehmen kann, kann das fertige, imprägnierte und getrocknete Gewebe einen Trockengehalt an Imprägnierungsstoffen bis etwa 10% aufweisen.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird durch folgendes Ausführungsbeispiel noch näher erläutert :
Ein mit Seife vorgewaschenes Baumwollgewebe wird in einer Waschmaschine mit einer Inprägnierungsflüssigkeit behandelt, die durch Verdünnen einer 200 kolloidalen Kieselsäurelösung und Vermischen mit einem HarnstoffFormaldehydvorkondensat (Dimethylolharnstoff) hergestellt wurde, bis das Imprägnierungsbad 4% Si02 und 5% Harz enthielt. Das Bad wurde schwach alkalisch eingestellt und während der Imprägnierung auf 40 C gehalten. Nach stunde Einwirkungsdauer wird Ameisensäure zugesetzt, bis ein pH-Wert von 5, 5 erreicht ist. Dann wird das Gewebe dem Bad entnommen und bei einer Temperatur von 80 C getrocknet.
Das zu imprägnierende Gut kann trocken oder nass in das Imprägnierungsbad eingebracht werden.
Statt der Imprägnierung in einer Waschmaschine kann das Gut auch auf dem Foulard mit der Imprägnierungsflüssigkeit getränkt werden.
Die durch die erfindungsgemässe Behandlung erzielten Effekte sind aus der folgenden vergleichsweisen Gegenüberstellung der Reissfestigkeiten ersichtlich. Die Bestimmungen wurden in folgender Weise ausgeführt :
Ein mehrfach verzwirntes Baumwollgarn, wie es hauptsächlich für die Herstellung von Baumwolltrockenfilzen Verwendung findet, wurde in dem Zustand, wie es von der Spinnerei kommt, auf Reissfestigkeit geprüft. Das Mittel aus 20 Reissproben wurde als Basis von 100 o angenommen.
Proben dieses Garnes wurden dann nach der Arbeitsweise des Ausführungsbeispieles imprägniert und mit nichtimprägnierten Vergleichsproben jeweils einer trockenen und einer feuchten Hitzebehandlung ausgesetzt. Die feuchte Hitzebehandlung wurde in einem Autoklaven mit Sattdampf durchgeführt. Nach der Hitzebehandlung wurde wieder die Reissfestigkeit der Proben bestimmt und der gefundene Wert als Prozentwert der angenommenen Basis von 100Bo umgerechnet.
Prüfung von zweifach verzwirntem Garn Nm 40, 2
Reissfestigkeit vor Hitzebehandlung : (Mittel aus 20 Proben)....... 717, 5 g = 100 o
Reissfestigkeit nach Hitzebehandlung : Bedingungen der Hitzebehandlung Reissfestigkeit in %
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<tb>
<tb> trocken <SEP> nass <SEP> Temp.
<SEP> C <SEP> Dauer <SEP> imprägniert <SEP> nicht
<tb> imprägniert
<tb> trocken <SEP> 150 <SEP> 27 <SEP> Stunden <SEP> 77,6 <SEP> 33,5
<tb> " <SEP> 190 <SEP> 14 <SEP> " <SEP> 46, <SEP> 6 <SEP> 21
<tb> # <SEP> 180 <SEP> 15 <SEP> # <SEP> 42 <SEP> 30, <SEP> 3 <SEP>
<tb> 170 <SEP> 15 <SEP> 75, <SEP> 3 <SEP> 37 <SEP>
<tb> Sattdampf <SEP> 120 <SEP> 16 <SEP> # <SEP> 110 <SEP> 89, <SEP> 6 <SEP>
<tb> 140 <SEP> 19 <SEP> 99, <SEP> 8 <SEP> 78, <SEP> 4 <SEP>
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Beim Vergleich der erfindungsgemässen Imprägnierung mit einer üblichen Flammschutzimprägnierungvonnicht-kolloidalen Oxyden erhält man im Bereich von 100 bis 200 C ähnliche oder sogar schlechtere Festigkeitswerte wie bei nicht-
EMI2.2
Aus den Ergebnissen der obigen Versuche ergibt sich also, dass die erfindungsgemäss behandelten Garne in allen Fällen einen wesentlich geringeren Festigkeitsabfall bei Hitzebehandlung erleiden als die Vergleichsproben. In manchen Fällen ergibt sich sogar eine Festigkeitszunahme gegenüber der nicht hitzebehandelten Bezugsbasis, ein Effekt, der bei Baumwolle bisher noch niemals erreicht wurde.
Die erfindungsgemäss behandelten Gewebe wurden auch auf ihre praktischen Gebrauchseigenschaften nach längerem Gebrauch unter
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Hitzeeinwirkung geprüft. Es ergab sich, dass die Lebensdauer der erfindungsgemäss behandelten Gewebe die Lebensdauer gewöhnlicher Baumwollgewebe um etwa das Dreifache überstieg.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Baumwollgeweben, -garnen oder -gewirken, wie z. B. Filtertüchern, Papiermaschinenfilzen u. dgl., mit erhöhter Beständigkeit gegen trockene und feuchte Hitze im Bereich von 100 bis 2000 C, dadurch gekennzeichnet, dass die Baumwollgewebe, -garne oder-gewirke mit einer Dispersion von Metalloder Metalloidoxyden der 3. bis 4. Gruppe des periodischen Systems mit einer Teilchengrösse von 50 bis 200A in wässerigen, härtbaren Aminoplastvorkondensaten imprägniert werden, der Überschuss des Imprägniermittels entfernt und das Vorkondensat, zweckmässig in Gegenwart eines Härtungskatalysators durch kurzzeitiges Erhitzen, ausgehärtet wird.