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Verfahren zur Herstellung dauerhafter Verformungen von Erzeugnissen, die aus Wolle bestehen oder Wollfasern oder andere Keratinfasern enthalten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung dauerhafter Verformungen von Erzeugnissen, die aus Wolle bestehen oder Wollfasern oder andere Keratinfasern enthalten. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von dauerhaften Falten oder Plissees in derartigen Erzeugnissen, als typische Beispiele einer dauerhaften Fixierung. Der Ausdruck "dauerhafte Verformung" soll hiebei bedeuten, dass die Fixierung wesentlich haltbarer ist als es normalerweise bisher der Fall war.
Bei der Herstellung von Hosen wird das Kleidungsstück auf einer Hoffmannpresse der Einwirkung von Druck und Dampf für eine bestimmte Zeitperiode, die in der Grössenordnung von 10 bis 15 sec liegt, ausgesetzt. Hiedurch erzielt man eine scharfe Falte.
Bei der Herstellung von Faltröcken werden die Röcke entweder durch eine Maschine plissiert oder zwischen zwei Bögen von Plissierpapier gelegt, nachdem sie vorher in die gewünschte gefaltete Form gebracht wurden. Hiebei werden die in der gefalteten Form liegenden Röcke der Einwirkung von Dampf unter Atmosphärendruck oder höherem Druck für eine Zeitperiode unterworfen, die ausreicht, um scharfe Falten in dem Tuch zu erhalten.
Bekanntlich sind die auf diese Weise hergestellten Falten oder Plissees nicht widerstandsfähig gegen Wasser. Sie verschwinden meist vollständig, wenn sie mit Wasser benetzt oder gewaschen werden. Die Stabilität der Falte oder des Plissees nimmt ab mit ansteigender Wassertemperatur. Ausserdem verliert ein unter den genannten Bedingungen gefaltetes oder plissiertes Kleidungsstück seine gefaltete Form bei normaler Benutzung.
Um die Falten haltbarer zu machen, sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden. Es ist z. B. bekannt, Wollstoffe oder vorwiegend Wolle oder andere Keratinfasern enthaltende Materialien mit dauerhaften Falten und Formen auszustatten, indem man sie mit organischen Thiolverbindungen behandelt und sie anschliessend einer Oxydation mit speziellen Oxydationsmitteln, wie Wasserstoffsuperoxyd, Permanganate oder Chromate, unterwirft. Diese Verfahren haben die Nachteile, dass sie zwangsläufig nur in einem Mehrbadverfahren durchgeführt werden können und dass die nachfolgende Oxydation nicht nur umständlich und zeitraubend ist-sie dauert bei gewöhnlichen Temperaturen im allgemeinen 20 bis 30 min-, sondern dass sie auch auf viele gefärbte Erzeugnisse durch die notwendige Nachoxydation eine bleichende Wirkung ausübt.
Aus diesen Gründen haben die Verfahren keine wirtschaftliche oder technische Bedeutung erlangen können.
Die Erfindung bezweckt ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung von Falten oder Plissees in Erzeugnissen der genannten Art, wobei die Falten od. dgl., bei normalem Gebrauch, unter Einfluss von Wasser, beim Waschen und bei Trockenreinigung wesentlich stabiler als bisher sein sollen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dauerhafter Verformungen von Erzeugnissen, die aus Wolle bestehen oder Wollfasern oder andere Keratinfasern enthalten, insbesondere zur Herstellung von dauerhaften Falten in Hosen und zum Plissieren von Röcken, wobei das Erzeugnis in Anwesenheit einer wässerigen Lösung einer Thiolverbindung, die geeignet ist, die Disulfidbindungen, in der Wolle oder andern Keratinfasern zu reduzieren, erhitzt wird, besteht nun darin, dass die Erhitzung ohne anschliessende Oxydationsbehandlung bei einer Temperatur von mindestens 100 C für einen Zeitraum von mindestens 30 sec in Anwesenheit von Wasser derart ausgeführt wird, dass das Erzeugnis während der gesamten Erhitzungsperiode angefeuchtet bleibt. Die Konzentration der Thiolverbindung in dem Wasser soll 2% nicht wesentlich übersteigen.
Das erfindungsgemässe Verfahren verwendet wesentlich geringere Thiolkonzentrationen als bekannte Verfahren, welche mit Konzentration von etwa 5 bis 10% arbeiten. Da eine Nachbehandlung durch Oxydationsmittel entfällt, lässt sich das Verfahren einbadig oder durch einmaliges Besprühen der Erzeugnisse durchführen. Die auf diese Weise mit der Lösung vorbehandelten Erzeugnisse brauchen nur noch in üblicher Weise, z. B. auf einer Bügelpresse, fertiggestellt zu werden. Es werden somit auch teuere und zeitraubende Mehrbadbehandlungen vermieden.
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Zum Verständnis der Erfindung mag es beitragen, auf die chemischen Zusammenhänge einzugehen, die beim bleibenden Verformen von Wollfasern mutmasslich auftreten :
Wenn langgestreckte Wollfasern der Einwirkung von Dampf oder siedendem Wasser unterzogen werden, nimmt man gewöhnlich an, dass eine Spaltung von Disulfidbindungen zwischen den Peptid-Ketten eintritt :
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Hiedurch kann eine molekulare Umlagerung eintreten.
Nach erneuter Einwirkung von Dampf oder siedendem Wasser auf die langgestreckte Faser und anschliessendem Freigeben der Faser stellt sich heraus, dass die Streckung der Faser erhalten bleibt, mit andern Worten also die Faser eine bleibende Verlängerung erfahren hat, die widerstandsfähig gegen heisses Wasser ist. Dieser Vorgang ist bekannt als "bleibende Dehnung".
Man nimmt an, dass der bleibenden Dehnung folgende Zusammenhänge zugrunde liegen :
Durch die Spaltung der Disulfidbindungen gehen die so gebildeten-S-OH-Gruppen (oder einige Derivate hievon) eine Reaktion mit freien Aminogruppen in anliegenden Peptid-Ketten ein unter Bildung neuer covalenter Querverbindungen in der langgestreckten Faser :
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Von diesen neuen Querverbindungen nimmt man an, dass sie verantwortlich sind für die Aufrechterhaltung der Verlängerung der Faser.
Um den Verformungsprozess zu beschleunigen, wurden verschiedene chemische Reagenzien gefunden ; man nimmt an, dass diese die Spaltung und die Rückbildung der Querverbindungen beschleunigen. Die wirksamsten dieser Reagenzien sind Alkalien und Salze der schwefligen Säure, beispielsweise einige Ammoniumverbindungen, einfache Alkalien und Alkalisalze der Kohlensäure, Borsäure und Phosphorsäure, Natrium-, Ammonium- und Kalium-Sulfite, Bisulfite und Metabisulfite.
Es hat sich bei den der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen herausgestellt, dass die Rückbildung der Querbrücken, wie sie oben als gegeben vorausgesetzt wird, nicht notwendig ist und tatsächlich auch nicht stattfindet. Vielmehr ist anzunehmen, dass das Abspalten der Disulfidbindungen dazu führt, dass, wenn auch nicht alle, so doch die meisten der in hoher Zahl vorliegenden Zwischenketten-Wasserstoffbindungen in der Wolle durch das Wasser gespalten werden, und dass es die Umlagerung dieser Bindungen ist, welche die Struktur der langgestreckten Faser stabilisiert, wodurch die bleibende Verformung eintritt. Der Beweis für diese Annahme ergibt sich aus Experimenten, bei welchen langgestreckte Woll- fasern mit siedenden Lösungen von Natrium-oder Ammonium-Thioglykolat behandelt wurden.
Diese Reagenzien spalten Disulfidbindungen durch Reduktion unter Bildung von zwei Thiolgruppen :
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Die Thiolgruppen können mit freien Aminogruppen nicht in Reaktion treten. Daher können-unter Zugrundelegung der vorherigen Überlegungen-auch solche Reagenzien nicht in der Lage sein, Wollfasern od. dgl. bleibend zu verformen. Im Gegensatz hiezu ergibt sich aber aus den Untersuchungen, dass Thioglykolate sehr wirksame Fixierungsmittel darstellen, da sie zu einem schnellen Abspalten der Disulfidbindungen führen und dadurch die Umlagerung der Wasserstoffbindungen auf einfache und äusserst schnelle Weise bewirken.
Diese Ansicht ist auch dadurch bestätigt worden, dass siedende Lösungen von Thioglykolaten auf langgestreckte Wollfasern schon bei einer Behandlungsdauer von 30 sec eine bleibende Verformung ausüben, die grösser ist als eine Verformung, die durch siedendes Wasser nach 3 h oder durch siedende Lösungen von Alkalien nach 20 min erreicht werden kann.
Wie erwähnt, ist es bekannt, dass langgestreckte Wollfasern bleibend verformt werden können bei niedrigen Temperaturen durch Behandlung mit Thioglykolatlösungen und anschliessender Reoxydation der Thiolgruppen zu neuen Disulfidbindungen unter Verwendung von Lösungen oxydierender Mittel.
Das erfindungsgemässe Verfahren kommt dagegen ohne Nachoxydation aus. Auch eine Nachoxydation durch atmosphärischen Sauerstoff ist für das erfindungsgemässe Verfahren unwirksam und ohne Einfluss.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass bei einer Entspannung der Fasern im reduzierenden Medium der Thio- glykolatlösung-also ohne die Fasern daraus zu entfernen und ohne sie dadurch atmosphärischem Sauerstoff ausgesetzt zu haben-ähnliche Ergebnisse erhalten werden wie bei Versuchen, bei denen die Fasern aus der reduzierenden Lösung herausgenommen und in kochendem Wasser entspannt wurden.
Nach vorstehenden Überlegungen ist es für die Erfindung also wesentlich, dass einerseits freies Wasser und anderseits eine wasserlösliche Thiolverbindung während des Erhitzens in der Wolle od. dgl. vorhanden sind, dadurch die Thiolverbindungen das Abspalten der Disulfidbindungen begünstigt wird, während die Umlagerung der Wasserstoffbindungen durch Einwirkung von Wasser und Dampf erfolgt. Erfindunggemäss werden die Erzeugnisse vorzugsweise unter Einwirkung einer wässerigen Lösung von Ammonium-
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thioglykolat erhitzt, jedoch lässt sich auch Natrium- oder Kaliumthioglykolat mit Vorteil anwenden. Das Erhitzen wird zweckmässig durch Ausdämpfen der Erzeugnisse bewirkt, wobei diese zweckmässig unmittelbar vor dem Ausdämpfen mit der Lösung benetzt werden.
Eine dauerhafte Hosenbügelfalte kann beispielsweise auf einfache Weise in einer Hoffmannpresse hergestellt werden, wobei die Lösung (in die zum Zwecke einer schnelleren Benetzung eine kleine Menge eines Netzmittels hinzugefügt werden kann) über der Falte versprüht wird ; darauf erfolgt das Pressen in bekannter Weise.
Bei der Herstellung von Plisseeröcken lassen sich verschiedene Verfahren anwenden.
Einmal können die Röcke mit der Lösung besprüht werden oder in der Lösung benetzt und in einer Mangel abgequetscht oder zentrifugiert werden und darauf zwischen Plissierpapier gelegt und bei Atmosphärendruck oder höherem Druck kurzzeitig ausgedämpft werden. Zum andern ist es möglich, die Röcke in üblicher Weise zwischen Plissierpapier oder auf einer Plissiermaschine zu plissieren. Die Röcke können dann herausgenommen werden, mit der Lösung besprüht und auf einer Hoffmannpresse kurzzeitig gepresst werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung lässt auch andere Anwendungen zu : l. Verformen von Erzeugnissen :
Viele Erzeugnisse verkürzen sich in der Länge oder in der Breite, wenn sie mit Wasser, beispielsweise mit heissem Wasser behandelt werden, oder wenn sie, wie bei der Herstellung eines Kleidungsstückes, auf einer Dampfpresse ausgedämpft werden. Dieser Vorgang wird als "Entspannungsschwinden"bezeich- net. Ausserdem verlieren die meisten Erzeugnisse nach dem Benetzen und dem Trocknen ihr glattes und gebügeltes Aussehen und werden faltig.
Erzeugnisse, die gemäss der Erfindung mit Lösungen von Thioglykolat behandelt und anschliessend ausgedämpft werden, indem sie beispielsweise mit einem Baumwollumschlag in einer Walzenpresse gemangelt werden, zeigen eine wesentlich grössere Stabilität gegen Schwinden und Verziehen.
2. Prägen auf Erzeugnisse :
Wenn Erzeugnisse ausgedämpft werden, wobei sie in Berührung stehen mit einer mit einem Muster versehenen Gummi- oder Baumwollmatrize, wird das Muster in diese eingeprägt. Wenn die Erzeugnisse zuvor mit einer Lösung von Thioglykolat behandelt werden, erhält man eine hervorragende Stabilität der Aufprägung.
3. Verformen von Strickware :
Infolge ungleicher Verdrillung im Garn oder bestimmter Beanspruchungen des Gewebes, die auf das Stricken zurückzuführen sind, verziehen sich manche gestrickten Waren bei der Behandlung mit Wasser.
Durch Behandlung mit Thioglykolat und Dampf werden diese Verzerrungen weitgehend vermieden.
4. Verformen von Garn :
Gewisse neue Wirkungen in Erzeugnissen können durch Arbeitsverfahren erhalten werden, die darauf beruhen, vor dem Weben im Garn Verformungen oder Dehnungen hervorzurufen. Der erzielte Effekt ist abhängig von der Beständigkeit der Verformung. Durch Anwendung von siedenden ThioglykolatLösungen oder durch Imprägnieren mit Thioglykolat-Lösungen und anschliessendem Dämpfen wird eine wesentlich grössere Beständigkeit erhalten, als es normalerweise der Fall ist.
Festigkeitsmessungen, Verschleiss- und Abnutzungsuntersuchungen an Erzeugnissen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren behandelt wurden, haben ergeben, dass die physikalischen Eigenschaften hiedurch nicht beeinträchtigt werden.
Eine vorzugsweise Lösung besteht aus einer wässerigen Lösung von 2 Vol.-% Thioglykolsäure, 0, 1 bis 0, 2% eines Netzmittels und soviel Ammoniak (spez. Gewicht 0, 88), um die Lösung auf einen pH-Wert von 7 zu bringen. Etwa 2 Vol.-% Ammoniak wird hiezu erforderlich sein ; die genaue Menge schwankt in engen Bereichen, da geringe Änderungen in der Konzentration der Thioglykolsäure vorliegen können. Eine geringe Menge eines Agens wie Äthylendiamintetraacetylsäure oder deren Salze kann hinzugefügt werden, um eine Färbung der Lösung durch Eisenspuren zu vermeiden, die in irgendeiner der Komponenten enthalten sein können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in nachfolgenden Beispielen erläutert :
Beispiel 1 : Hosen werden 5 sec in einer Hoffmannpresse gepresst, um eine Falte zu bilden. Der Presskopf wird gehoben, die Hosen herausgenommen und im Bereich der Falte mit einer wässerigen Lösung besprüht, die 2% (V/V) Thioglykolsäure, 2% (V/V) Ammoniak (spez. Gewicht 0, 880) und 0, 1% (V/V) eines Benetzungsmittels enthält.
Die Hosen werden dann weitere 20 sec lang unter Dampf gepresst und nach Abstellen des Dampfes in der geschlossenen Presse 20 sec lang in üblicher Weise unter Vakuum gehalten.
Die Erzeugnisse werden betriebsmässig trocken gereinigt (ohne Pressen), in kaltes Wasser eingetaucht und dann in einer Lösung eines Reinigungsmittels bei 50 C 30 min lang umgeschwenkt. Darauf werden sie ausgewaschen und zum Trocknen auf eine Leine gehängt.
Ein Vergleich zeigt, dass in gleicher Weise, jedoch ohne Thioglykolatlösung behandelte Erzeugnisse beim Eintauchen in kaltes Wasser ihre Falte verlieren, während die nach der Erfindung behandelten Erzeugnisse ihre scharfe Falte durch das Waschen nicht verlieren.
Beispiel 2 : Erzeugnisse werden behandelt entsprechend Beispiel 1, wobei jedoch je 0, 5 % (V/V) Thioglykolsäure und Ammoniak verwendet werden. Die Falten zeigen eine hervorragende Stabilität,
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nachdem die Erzeugnisse etwa 30 min lang in einer Reinigungslösung von 50 C und anschliessend 24 h lang bei 250 C in derselben Lösung gelegen haben.
Beispiel 3 : Erzeugnisse werden behandelt nach Beispiel 1, wobei jedoch je 1% (V/V) Thioglykolsäure und Ammoniak verwendet werden und die Presszeit 15 sec beträgt. Die Falten zeigen wiederum hervorragende Stabilität.
Beispiel 4 : Ein Erzeugnis (Tuch od. dgl.) wird in eine Lösung eingetaucht, die 1% (V/V) Thioglykolsäure, 1% (V/V) Ammoniak (spez. Gewicht 0, 880) und 0, 1% (V/V) eines Netzmittels enthält, so dass es etwa 50% seines Eigengewichtes an Lösung enthält. Das Erzeugnis wird zwischen Plissierschablonen gelegt, in üblicher Weise gepresst und in einem Dampfbehälter bei Atmosphärendruck 30 min lang gedämpft.
Die Plissees zeigen eine ausgezeichnete Stabilität nach dem Eintauchen in eine Reinigungslösung, deren Temperatur 30 min lang auf 50 C und 4 Tage lang auf Raumtemperatur gehalten wurde.
Beispiel 5 : Ein Erzeugnis wird mit Lösung besprüht und gefaltet nach Beispiel 4, wobei jedoch das Dämpfen in einem Dämpfer 5 min lang bei einem Dampfdruck von 0, 7 kg/cm2 ausgeführt wird.
Die Plissees besitzen eine ausgezeichnete Stabilität nach 30minutigem Eintauchen in eine Reinigungslösung von 500 C.
Beispiel 6 : Ein Tuch wird zwischen Plissierpapier gelegt und in einer Hoffmannpresse zur Bildung der Plissees 30 min lang gepresst. Darauf wird es aus dem Plissierpapier herausgenommen, besprüht mit einer wässerigen Lösung von 1% (V/V) Thioglykolsäure, 1% (V/V) Ammoniak (spez. Gewicht 0, 880) und 0, 1% (V/V) eines Netzmittels und anschliessend wieder in der Hoffmannpresse 1 min lang gepresst.
Die Plissees zeigen wiederum hervorragende Haltbarkeit, nachdem das Tuch 15 min lang in einer Reinigungslösung von 50 C gelegen hat.
Beispiel 7 : Ein leichtes Kammgarntuch wird besprüht mit einer Lösung nach Beispiel 1 und dann mit einem Baumwollumschlag auf einer vorgelochten Walze gemangelt. Dampf von 1, 7 kg/cm2 wird in die Walze eingeleitet und auf diese Weise das Tuch 5 min lang gedämpft. Das Tuch wird darauf in eine Reinigungslösung getaucht und anschliessend an der Luft getrocknet. Bei diesem Vorgang bleibt das Tuch glatt und frei von Falten. Kontrolltücher, die auf ähnliche Weise, jedoch ohne Besprühen mit Thioglykolat behandelt wurden, waren faltig und knitterig.
Beispiel 8 : Strickwaren werden in Formanten gelegt, mit einer Lösung nach Beispiel 1 besprüht, wobei sie etwa 50% ihres eigenen Gewichts an Lösnug aufnehmen, und dann in einer Dampfpresse 1-2 min lang gepresst.
Nach anschliessendem Eintauchen in eine Reinigungslösung und darauffolgendem Trocknen zeigen die Strickwaren ihre vorgeschriebene Form und ein glattes Aussehen. Ähnliche Kleidungsstücke, die nicht auf diese Weise behandelt wurden, verloren ihre gepresste Form und verzogen sich.
Beispiel 9 : Gewebte Stoffe werden mit einer Lösung nach Beispiel 1 besprüht, so dass sie etwa 50% ihres Gewichtes an Lösung enthalten. Darauf werden sie zwischen zwei Gummiplatten gelegt, von deren
Oberfläche sich ein Muster abhebt, darauf in einer Dampfpresse 30-60 sec lang unter Dampf gepresst.
Das Muster auf den Gummiplatten wird hiedurch auf die Stoffe aufgeprägt.
Auch nach einem Eintauchen der Stoffe etwa 1 h lang in eine Reinigungslösung von 50 C ist das Muster noch völlig erhalten.
Ähnliche Ergebnisse, wie sie durch die vorstehenden Beispiele erhalten waren, lassen sich erreichen, wenn das Ammoniak durch eine genügende Menge Natrium- oder Kaliumhydroxyd ersetzt wird, um den pH-Wert der Lösung auf 7 zu bringen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung dauerhafter Verformungen von Erzeugnissen, die aus Wolle bestehen oder Wollfasern oder andere Keratinfasern enthalten, insbesondere zur Herstellung von dauerhaften Falten in Hosen und zum Plissieren von Röcken, wobei das Erzeugnis in Anwesenheit einer wässerigen Lösung einer Thiolverbindung, die geeignet ist, die Disulndbildungen in der Wolle oder andern Keratinfasern zu reduzieren, erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung ohne anschliessende Oxydationsbehandlung bei einer Temperatur von mindestens 100 C für einen Zeitraum von mindestens 30 sec in Anwesenheit von Wasser derart ausgeführt wird, dass das Erzeugnis während der gesamten Erhitzungsperiode angefeuchtet bleibt.