AT216466B

AT216466B - Verfahren zur Veredlung von cellulosehaltigem Textilmaterial

Info

Publication number: AT216466B
Application number: AT449759A
Authority: AT
Original assignee: Heberlein & Co Ag
Priority date: 1959-05-08
Filing date: 1959-06-18
Publication date: 1961-07-25

Description

Verfahren zur Veredlung von cellulosehaltigem
Textilmaterial
Bei der Pfropfung wird bekanntlich auf chemischem Wege eine Aktivierung von einzelnen Molekülgruppen in den Hochpolymeren herbeigeführt, um an die aktivierten Gruppen andere Molekülgruppen an- zuhängen, die gegebenenfalls weiterpolymerisieren können. Die chemischen Methoden zur Durchführung einer solchen Pfropfung sind jedoch sehr kompliziert und schwer realisierbar.

Es hat sich nun gezeigt, dass sich die Verfahrensweisen der Pfropfung wesentlich vereinfachen lassen, wenn erfindungsgemäss die Aktivierung nicht auf chemischem Wege, sondern mit Hilfe von ionisierenden Strahlen vorgenommen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Veredlung von cellulosehaltigem Textilmaterial und ist dadurch gekennzeichnet, dass durch ein-oder mehrfache Einwirkung ionisierender Strah- 1en'insbesondere Gamma- oder Röntgen-Strahlen, in den Celluloseketten des Textilmaterials und/oder in gegebenenfalls vor der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachten chemischen Substanzen bzw. Substanzgemischen aktive Gruppen gebildet werden, die unter sich und/oder mit gegebenenfalls nach der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachten chemischen Substanzen bzw. Substanzgemischen der Pfropfung unterworfen werden.

Unter Veredlung werden im Rahmen der Erfindung folgende Effekte verstanden : Verbesserungen der Faserfestigkeit, Erhöhung der Beständigkeit gegenüber biologischem Abbau, sowie gegenüber Verschmutzung, Wasseraufnahme, Einwirkung von Chemikalien oder von Hitze, Variierung der Diffusionseigenschaften gegen Luft und Wasser, ferner Veränderung der Quellbarkeit und der thermoplastischen Eigenschaften.

Als ionisierende Strahlen kommt in erster Linie eine Gamma-Strahlung oder Röntgen-Strahlung in Betracht ; für die Gamma-Strahlung dienen als Strahlungsquelle z.B.Co.SpaltproduktevonU oder Cul37. Das Textilmaterial kann z. B. mit einer Strahlungsquelle mit einer Leistung von l04 bis 108 Röntgen/Minute während einer Dauer zwischen wenigen Sekunden und 10 Minuten bestrahlt werden, während bei Verwendung von Strahlungsquellen mit geringerer Leistung entsprechend längere Bestrahlungszeiten benötigt werden, z. B. kann das Textilmaterial mit einer Strahlungsquelle mit einer Leistung von 102 bis 104 Röntgen/Minute während einer Dauer zwischen 30 Minuten und mehreren Stunden bestrahlt werden.

Die Pfropfung mit den nach der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachten chemischen Stoffen kann unmittelbar nach der Einwirkung der ionisierenden Strahlen oder auch eine Woche bis zu einigen Monaten nach der Strahlungseinwirkung erfolgen. Innerhalb eines Bereiches von bis zu 6go relativer Feuchtigkeit des Textilmaterials wird das Strahlungsergebnis nicht beeinflusst. Weist das Textilmaterial dagegen eine Feuchtigkeit von über leo auf, so kann die Bildung vonOH-Gruppen und andern Radikalen störend wirken.

Die Bestrahlung kann je nach dem zu erzielenden Effekt in Gegenwart oder Abwesenheit von Luftsauerstoff erfolgen. Im letzteren Falle wird die Bestrahlung zweckmässig im Vakuum oder in einem inerten Gas vorgenommen.

Das Verfahren umfasst eine ganze Reihe von Varianten und Kombinationsmöglichkeiten, die in der nachstehenden Tabelle graphisch veranschaulicht sind und nachfolgend im einzelnen erörtert werden.

Tabelle
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Bestrahlung < Pfropfung nicht polymerisierbarer bzw. auspolymerisierter chemischer
Substanzen bzw. Substanzgemischen
Die aufzupfropfenden nicht polymerisierbaren bzw. auspolymerisierten chemischen Substanzen bzw.

Substanzgemische können in Form einer wässerigen Lösung oder Dispersion vor der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebracht werden. Sie können aber auch nach der Bestrahlung aufgebracht werden, wobei aber eine Erwärmung des Textilmaterials zwecks chemischer Bindung der Substanzen an das Textilmaterial notwendig ist. Als auf das Textilmaterial aufzubringendes chemisches Material kann grundsätz-
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B.zinnoxyd, Phenylquecksilbermetaborat, Tributylzinnacetat u. dgl., Polymerisate, wie Polyäthylen, Polymetacrylate, Polyvinylchlorid u. dgl. in Form von Lösungen in organischen Lösungsmitteln oder wässe- rigen Dispersionen sowie Weichmacher, wie z. B. Triäthanolaminsalz des Oleylsarkosids, Cetyldimethyl- benzylammoniumchlorid, Stearyltriäthanolamin, Stearyläthylendiaminamidformiat.

Pfropfung polymerisierbarer monomerer Substanzen
Hiebei kann so vorgegangen werden, dass das Textilmaterial zunächst bestrahlt wird und hierauf eine polymerisierbare monomere Substanz aufgebracht und aufgepfropft und weiterpolymerisiert wird. Als polymerisierbare monomere Substanzen kommen in erster Linie Vinyl- oder Allylverbindungen in'Betracht, z. B. Acrylate, Methacrylate, Styrole, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, ferner Tetrafluor- äthylen, Äthylen, Butadien, Isopren sowie Gemische der genannten Monomeren miteinander. Diese Monomeren werden in Form wässeriger Lösungen oder Dispersionen auf das Textilmaterial aufgebracht. Die Polymerisation der monomeren Substanz kann mit Hilfe eines an sich bekannten Redoxsystems erfolgen,
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Acrylaten. Ferner kann Rongalit (Natrium-Sulfoxylat-Formaldehyd) als Redoxsystem Verwendung finden.

Die in Gegenwart des Redoxsystems erfolgende Pfropfung der monomeren Substanz und deren Weiterpolymerisation kann durch Erwärmung unterstützt werden. Es ist ausserdem möglich, die Polymerisation der in Form einer wässerigen Lösung auf das Textilmaterial aufgebrachten monomeren Substanz ohne Hilfe eines Redoxsystems durch blosse Erwärmung durchzuführen. Dabei kann die Lösung der monomeren Substanz oder das damit imprägnierte Textilmaterial auf zirka 600C erhitzt werden.

Im weiteren kann auch das Textilmaterial, auf welches in der beschriebenen Weise eine monomere Substanz aufgepfropft und polymerisiert wurde, einer zweiten Bestrahlung ausgesetzt und die Pfropfpolymerisation mit einer andern polymerisierbaren monomeren Substanz durchgeführt werden. Ferner ist es auch möglich, nach der zweiten Bestrahlung ein nicht polymerisierbares chemisches Mittel aufzupfropfen.

Die Pfropfung polymerisierbarer monomerer Substanzen kann auch in der Weise erfolgen, dass zuerst die monomere Substanz auf das Textilmaterial aufgebracht wird, worauf die Bestrahlung erfolgt. Dabei kann die Bestrahlung und Pfropfung der monomeren Substanz in Gegenwart von Luftsauerstoff erfolgen, wobei letzterer die Weiterpolymerisation verhindert. Da jedoch die Einwirkung der ionisierenden Strahlung auch die Pfropfreste der monomeren Substanz aktiviert, so kann z. B. mit Hilfe eines Redoxsystems eine weitere polymerisierbare monomere Substanz aufgepfropft und mit der vor der Bestrahlung aufgebrachten monomeren Substanz in ein Mischpolymerisat übergeführt werden. Diese zweite Pfropfung erfolgt in Abwesenheit von Luftsauerstoff.

Es kann ferner die Bestrahlung des mit einer polymerisierbaren monomeren Substanz versehenen Textilmaterials sowie die Pfropfpolymerisation der monomeren Substanz in Abwesenheit von Luftsauerstoff erfolgen. Das so erhaltene Material kann einer zweiten Bestrahlung ausgesetzt und darauf eine nicht polymerisierbare chemische Substanz aufgepfropft werden.

Topochemische Vorbehandlung des Textilmaterials
Das Textilmaterial kann vor der Bestrahlung mit chemischen Substanzen behandelt werden, welche eine topochemische Veränderung des ersteren hervorrufen. Wird das so veränderte Textilmaterial der Bestrahlung unterworfen, so bilden sich wesentlich mehr aktive Gruppen als bei der Bestrahlung des nicht topochemisch behandelten Textilmaterials. Es kann z. B. das Textilmaterial einer rein chemischen Reaktion mit Acryl-, Methacryl-, Crotonyl-oder Zimmtsäureestern und-äthern oder Allyläthern unterworfen werden. Ferner lassen sich durch Behandlung des cellulosehaltigen Textilmaterials mit ungesättigten Verbindungen, wie z. B. Acrylnitril in Gegenwart von Alkalien Seitengruppen in die Celluloseketten einführen, die sich durch die Bestrahlung leicht aktivieren lassen.

Im weiteren kann das Textilmaterial mit Äthyleniminverbindungen imprägniert und mit diesen durch Erhitzen auf über 100 C in Gegenwart eines sauren Katalysators zur Reaktion gebracht werden. Schliesslich lässt sich das cellulosehaltige Textilmate-

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der Bestrahlung wird das Gewebe durch ein Bad, welches 1U Natriumferropyrophosphat und 1t1Jo Glukose enthält, hindurchgezogen, leicht abgequetscht und ohne Trocknung bei normaler Temperatur unter Luftabschluss während 30 Minuten gelagert. Das so behandelte Mischgewebe zeigt eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und ein vermindertes Diffusionsvermögen gegenüber Luft und Wasser.

Beispiel 5 : Ein Faservlies aus Viskosestapelfasern wird mit einer Gamma-Strahlungsquelle während 30 Sekunden bestrahlt, wobei eine Gesamtdosis von 5 x 104 Röntgen in das Vlies eingestrahlt wird und etwa 15 Tage bei 200C gelagert. Dieses Vlies wird in einer wässerigen Lösung von Natrium-Sulfoxylat-Formaldehyd bei Zimmertemperatur vorbehandelt und nach schwachem Abquetschen in einem zweiten Bad mit einer 10% eigen Emulsion von Styrol-Acrylnitril (in äquimolekularen Mengen gemischt) behandelt. Anschliessend wurde abgequetscht und bei 60 - 700C getrocknet. Nach dem Auswaschen und Trocknen betrug die Gewichtszunahme 18%. Das Faservlies zeigt eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Chemikalien und eine waschbeständige Versteifung.
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aufgenommen.

Es wird nunmehr gemäss Beispiel 5 einer Gamma-Strahlungsquelle ausgesetzt und alsdann sofort ein Styrol-Acrylnitrilgemisch aufgepfropft. Das behandelte Garn zeigt eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Scheuerung sowie gegenüber Chemikalien.
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dann für 5 Minuten in ein Bad, enthaltend 1% Essigsäure, getaucht. Schliesslich wird gewaschen und getrocknet. Das so vorbehandelte Textilgut weist einen Stickstoff-Gehalt von 11,'21'/0 auf, was zirka zwei Cyanoäthylgruppen/Glykoseeinheit entspricht. Nachfolgend wurde das gewaschene und getrocknete Textilgut einer Gamma-Strahlungsquelle während 6 Minuten ausgesetzt, wobei eine Gesamtdosis von 105 Röntgen eingestrahlt wird. Die weitere Behandlung erfolgte nunmehr genau nach Beispiel 2 mit Methacrylsäure.

Nach zweistündiger Behandlung wurde eine Gesamtgewichtszunahme von 270010 erreicht. Die behandelten Fasern weisen erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Scheuereinflüssen auf.

Beispiel 8 : Ein Gewebe aus Kupferkunstseide wird in einer Lösung von p-Isopropylbenzovlchlorid in Pyridin, gemischt im Verhältnis 2 : 8, während 2 - 3 Minuten eingelegt und auf 100U abgequetscht.

Das derart behandelte Gewebe wird während 5 Minuten auf 70-80 C erhitzt. Hernach wird ausgewaschen und getrocknet. Das so topochemisch vorbehandelte Gewebe wird, wie in Beispiel 2 beschrieben, der Einwirkung einer Gamma-Strahlung ausgesetzt und monomere Methacrylsäure aufgepfropft. Das Gewebe zeigt eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Scheuerung und ein vermindertes Diffusionsvermögen gegenüber Luft und Wasser.

Beispiel 9 : Ein Baumwollgewebe wird 15 Minuten mit 20%iger Natriumhydroxydlösung bei gewöhnlicher Temperatur vorbehandelt und darauf nach fünfminütiger Behandlung mit l% piger Essigsäure gut gewaschen und möglichst stark abgequetscht. Darauf erfolgt in noch feuchtem Zustand die Behandlung
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und Trocknen eine Gewichtszunahme von 14. 21o und einen Schwefelgehalt von 3, 7U ; 0. Das Gewebe wird der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle während 3 Minuten ausgesetzt, wobei eine Gesamtdosis von 5 x 106 Röntgen eingestrahlt wird. Vor der Behandlung zeigte das Gewebe einen Durchschnitts-Polymeri- sationsgrad von 1650. Nach der Behandlung war der Durchschnitts-Polymerisationsgrad-Wert praktisch unverändert.

Ohne die Mesylierung ging bei der Einwirkung der gleichen Strahlungsdosis der DurchschnittsPolymerisationsgrad-Wert auf etwa 1/3 zurück. Das bestrahlte Gewebe wird gemäss Beispiel 2 mit Metha-
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Claims

in Gegenwart vonFerroammonsulfat,PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Veredlung von cellulosehaltigem Textilmaterial, insbesondere zur Verbesserung der Faserfestigkeit und der Widerstandsfähigkeit gegen äussere Einflüsse, dadurch gekennzeichnet, dass durch ein-oder mehrfache Einwirkung ionisierender Strahlen, insbesondere Gamma- oder Röntgen-Strahlen, in den Celluloseketten des Textilmaterials und/oder in gegebenenfalls vor der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachten chemischen Substanzen bzw. Substanzgemischen, z. B. polymerisierbaren, monomeren Substanzen, aktive Gruppen gebildet werden, die unter sich und/oder mit gegebenenfalls nach der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachten chemischen Substanzen bzw. Substanzgemischen der Pfropfung unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilmaterial der Einwirkung einer Strahlungsquelle während einer Dauer von wenigen Sekunden und mehreren Stunden unterworfen wird, wobei eine Totaldosis zwischen 3 x 103 und 107 Röntgen eingestrahlt wird.

3. Verfahren nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das der Bestrahlung unterworfene Textilmaterial eine Feuchtigkeit von höchstens 10% aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfung mit der nach der Bestrahlung aufgebrachten chemischen Substanz unmittelbar nach der Einwirkung der ionisierenden Strahlen erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfung mit der nach der Bestrahlung aufgebrachten chemischen Substanz mindestens 1 Woche nach der Einwirkung der ionisierenden Strahlung erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfung und Polymerisation von monomeren, polymerisierbaren Substanzen mit Hilfe von Redoxsystemen durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine monomere, polymerisierbare Substanz in Form einer wässerigen Lösung auf das bestrahlte Textilmaterial aufgebracht wird und die Pfropfpolymerisation durch Erwärmung der wässerigen Lösung bzw. des mit ihr imprägnierten Textilmaterials erfolgt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bestrahlung eine polymerisierbare, monomere Substanz auf das Textilmaterial aufgebracht und zusammen mit demselben in Gegenwart von Luftsauerstoff bestrahlt und gepfropft wird und dass nach der Bestrahlung eine andere polymerisierbare, monomere Substanz auf das Textilmaterial aufgebracht und mit der vor der Bestrahlung aufgebrachten monomeren Substanz gepfropft und in ein Mischpolymerisat übergeführt wird.

9. Verfahren nach den Ansprüchen l, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Bestrahlung eine polymerisierbare, monomere Substanz auf das Textilmaterial aufgebracht, zusammen mit demselben in Abwesenheit von Luftsauerstoff bestrahlt und die Pfropfpolymerisation herbeigeführt wird und dass hierauf eine zweite Bestrahlung und Aufpfropfung einer nicht polymerisierbaren chemischen Substanz erfolgt.

10. Verfahren mch den Ansprüchen l, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass auf das bestrahlte Textilmaterial eine monomere, polymerisierbare Substanz aufgepfropft und dieselbe in das entsprechende Polymerisat übergeführt wird und dass hierauf das so erhaltene Material einer zweiten Bestrahlung unterworfen wird und eine Pfropfpolymerisation mit einer zweiten polymerisierbaren, monomeren Substanz erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vor der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachte chemische Substanz eine topochemische Veränderung des letzteren bewirkt und insbesondere aus einer aromatischen Verbindung besteht, welche in o-, m- oder p-Stellung zur Verbindungsstelle mit der Cellulosekette einen aliphatischen Substituenten mit sekundären C-Atomen, insbesondere Isopropylgruppen trägt, z. B. p-lsopropylbenzoyichlorid.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie vor der Bestrahlung auf das Textilmaterial aufgebrachte chemische Substanz gleichzeitig eine vor Strahlen schützende Wirkung auf das Textilmaterial hat und vorzugsweise eine mit der Cellulose chemisch gebundene Substanz, z. B. Methansulfonylchlorid, ist.