AT511186A1 - Schrumpfbeständige und industriell waschbare Stoffe aus Viskose- und Modalfasern mit partikelförmigen Zusatzstoffen - Google Patents

Schrumpfbeständige und industriell waschbare Stoffe aus Viskose- und Modalfasern mit partikelförmigen Zusatzstoffen Download PDF

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Abstract

Die Erfindung beansprucht einen Stoff, der vollständig oder teilweise aus cellulosischen Kunstfasern besteht, die ein partikelförmiges Material enthalten und der einen Schrumpf von weniger als 2,5% in gewebter Form und 5% in gestrickter Form aufweist, wenn er 25 Zyklen einer wässrigen Reinigung unterzogen wird, wobei der Stoff nicht mit Harz versetzt ist und ein Silikonelastomer erhält. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stoffes beansprucht.

Description

Lenzing AG, PL0509 ► ♦ · · * · · « i
Schrumpfbeständiae und iKdufefflfeH Wäfecltbare Stoffe aus Viskose- und Modalfasern mit partikelförmiqen Zusatzstoffen
Hintergrund
Spinngefärbte Viskose und inhärent flammhemmende Viskose sind synthetische cellulo-sische Fasern, die feinverteilte feste partikelförmige Materialien enthalten, welche die gewünschte Funktion erfüllen. Im Fall der spinngefärbten Viskose ist das partikelförmige Material ein Pigment der für die fertige Faser gewünschten Farbe. Bei FR-Viskose ist das partikelförmige Material ein Flammhemmer in fester Form.
Grundsätzlich wird das partikelförmige Material bei beiden Faserarten vor der Faserbil-dung in der Celluloselösung dispergiert. Das partikelförmige Material kann der Celluloselösung jederzeit vor dem Spinnen zugefügt werden. Beispielsweise kann es dem Zellstoff zugefügt werden, der die Quelle der Cellulose ist, oder es kann beim Lösen des Cellulo-sexanthogenats zur Herstellung der Spinnlösung zugefügt werden, oder es kann während des Mischvorgangs oder unmittelbar vor dem Extrudieren als Dispersion zugefügt werden.
Die Vorteile der Spinnfärbung sind u. a. folgende:
Es können große Chargen im gleichen Farbton hergestellt werden,
Die Färbung bietet eine ausgezeichnete Nassechtheit.
Der herkömmliche Färbeprozess ist unnötig, wodurch Einsparungen bei Energie und Rohstoffen (Chemikalien und Wasser) und ein vermindertes Risiko von Umweltbelastungen durch Abwasser erreicht werden.
Es entsteht kein Farbstoffverlust.
Das Problem der Ungleichmäßigkeit oder der Streifenbildung während der Färbung tritt nicht auf.
Es wird eine gleichmäßige Verteilung des Farbstoffs in der Faser und somit eine einheitliche Farbeindringung erzielt. Für FR-Viskose wird ein organophosphorischer, flammhemmender Zusatzstoff als wässrige Vordispersion in eine Lösung von Cellulosexanthogenat gemischt, gefiltert und in ein Regenerations- und Fällbad gesponnen.
NACHGEREICHT 1
Lenzing AG, PL0509 • » * * • »
Ein Beispiel für spinngefärbte ViskosepVodukfe föf ViäöoSe C'o'lor der Lenzing AG. Lenzing FR ist eine inhärent flammhemmende cellulosische Faser, die eine höhere Festigkeit und einen höheren Nassmodul als herkömmliche Viskose aufweist.
Ein Beispiel für eine herkömmliche inhärent flammhemmende Viskose ist So FR Viskosefaser von Waxman Speciality Products.
Schrumpfung ist ein äußerst ernsthaftes Problem bei der Anwendung wässriger Systeme auf Viskose enthaltende Stoffe; aufgrund dieser Schrumpfung erfordern Viskose enthaltende Stoffe im Allgemeinen eine chemische Reinigung anstelle des Waschens in wässrigen Medien. Dies ist ein Nachteil der Viskose und es würde einen bedeutenden Fortschritt darstellen, wenn Viskose enthaltende Stoffe so behandelt werden könnten, dass sie in Wasser waschbar sind.
Besteht der Stoff aus 100 % Viskose und wird einer wässrigen Reinigung unterzogen, kann der Schrumpf bis zu 18-20 % betragen. Das Schrumpfproblem ist auch bei Polyes-ter-A/iskosestoff schwerwiegend, da Viskose in so hohem und Polyester in so geringem Maße schrumpft, dass sich der Stoff aufgrund des Unterschieds im Schrumpfungsgrad der beiden Fasern verzieht.
Stoffe aus spinngefärbter Viskose und FR-Viskose weisen dieses Problem in gleicher Weise auf wie Stoffe, die aus normaler Viskosefaser bestehen.
Die konventionelle Herangehensweise zur Lösung dieses Stoffschrumpfungsproblems ist die Anwendung einer Oberflächenausrüstung auf den Stoff. Es wurden Verfahren zur Behandlung von cellulosische Fasern enthaltenden Produkten entwickelt, die diesen Produkten eine dauerhafte Faltenfreiheit, Knitterfestigkeit und schnelltrocknende Eigenschaften verleihen und gleichzeitig die Schrumpfung erheblich mindern. Diese Verfahren verwenden Harze oder Vorkondensate von Harnstoffformaldehyd oder substituiertem Harnstoffformaldehyd, wie z.B, Arten von Dimethylol-di-hydroxy-ethylenharnstoff (DMDHEU), zur Herstellung eines kunstharzbehandelten Bügelfrei-Produktes. Mit diesen Systemen behandelte Viskosestoffe verlieren jedoch im Allgemeinen erheblich an Festigkeit und ihre Nutzungsdauer wird herabgesetzt.
Zusammenfassung der Erfindung nachgereicht] 2
Lenzing AG, PL0509 * · » · ··· mb * * * * I I · t i · » *« · · »··· • · ·»·«·« • * ·«« ··**«*· · » «·
Es ist möglich, ein gutes Schrumpfverhalten, Bügelfrei-Eigenschaften („Durable-Press“) und eine gute Festigkeitserhaltung in einem Viskosefaser enthaltenden Stoff durch ein Verfahren zu erzielen, das Säurekatalysator und hohe Konzentrationen an Formaldehyd verwendet. Ein solches Verfahren ist in US-Patent 6,511,928 offenbart. Das Verfahren erbringt konsistente Ergebnisse. Der resultierende Stoff kann unter Verwendung von normalen Waschmitteln und Wasser gereinigt werden und erfordert keine chemische Reinigung des Stoffes.
Die Lösung für das oben beschriebene Problem ist ein Stoff, der vollständig oder teilweise aus cellulosischer Kunstfaser besteht, die ein partikelförmiges Material enthält, der einen Schrumpf von weniger als 2,5 % in gewebter Form und 5 % in gestrickter Form aufweist, wenn er 25 Zyklen wässriger Reinigung unterzogen wird, wobei der Stoff nicht mit Harz versetzt ist und ein Silikonelastomer enthält.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die cellulosische Kunstfaser eine Viskose- oder Modalfaser.
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die cellulosische Kunstfaser eine Lyocellfaser.
Das partikelförmige Material ist vorzugsweise ein Buntpigment.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das partikelförmige Material ein Flammhemmer.
Vorzugsweise wird die cellulosische Kunstfaser, die ein partikelförmiges Material enthält, mit einer oder mehreren anderen Fasern versetzt oder gemischt, wie u. a. Polyester, Nylon, Modacryl, Para-Aramid, Meta-Aramid, Wolle oder Baumwolle.
Vorzugsweise wird der Stoff mit einer Zusammensetzung, umfassend Formaldehyd und einen Katalysator, behandelt. Bevorzugt umfasst die Zusammensetzung etwa 5,18 Gew.-% bis 7,4 Gew.-% Formaldehyd.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Zusammensetzung im Wesentlichen aus Wasser, Formaldehyd, Silikonelastomer und einem Katalysator.
NACHGEREICHT 3 • *
Lenzing AG, PL0509 •
Ein weiterer Gegenstand der ErfindungYste'in Verfdliten'zur Behandlung eines Stoffes, umfassend Pigment enthaltende Viskose- oder Modalfasern oder Mischungen, die diese enthalten, wobei der Stoff mit dem Verfahren behandelt wird, das die folgenden Schritte enthält: • Inkontaktbringen des Stoffes mit einer flüssigen Zusammensetzung, umfassend einen Katalysator und etwa 5,18 Gew.-% bis 7,4 Gew.-% Formaldehyd, • Wärmebehandlung des Stoffes und • Reinigung des Stoffes nach der Wärmebehandlung, • wobei der Stoff ein Silikonelastomer enthält und nicht mit Harz versetzt ist.
Der Stoff hat vorzugsweise vor dem Schritt der Wärmebehandlung einen Feuchtigkeitsgehalt von über 20 Gew.-%,
Vorzugsweise umfasst die flüssige Zusammensetzung ferner eine solche Menge Silikonelastomer, die ausreichend ist, um 0,1 % bis 5 % Trockengehalt für das Stoffgewicht zu erbringen.
Vorzugsweise umfasst die flüssige Zusammensetzung ferner eine Dimethyl-Silikonelastomer-Emulsion.
Vorzugsweise umfasst die flüssige Zusammensetzung die Dimethyl-Silikonelastomer-Emulsion in ausreichender Menge, um 0,053% bis 2,65% Silikonfeststoffe, bezogen auf das Stoffgewicht, zu erbringen.
Vorzugsweise umfasst die Zusammensetzung etwa 14 Gew.-% bis 20 Gew.-% Formalin, wobei das Formalin 37 Gew.-% Formaldehyd enthält.
Ein Silikonelastomer kann zudem dem Formaldehyd und Säurekatalysator als Teil der Oberflächenbehandlung zugefügt werden, um den erforderlichen Griff zu erzielen. Das Ergebnis sind Viskose enthaltende Stoffe mit einzigartigen Eigenschaften, einschließlich geringer Schrumpfung, weshalb sie in Wasser waschbar sind, was einen
NACHGEREICHT 4
Lenzing AG, PL0509 ** · * · * « · i deutlichen kommerziellen Vorteil im Gegensatz zu Viskose enthaltenden Stoffen darstellt, die unter Anwendung der herkömmlichen Harzbehandlung hergestellt werden.
Die Behandlung von Stoffen aus Viskosefaser, die ein partikelförmiges Pigment und/oder einen partikelförmigen Flammhemmer enthält, mit dem hochgradigen Formaldehydsystem resultiert in einem Leistungsniveau, das mit anderen Technologien unerreichbar ist. Die daraus hervorgehenden Stoffe weisen einen ausgezeichneten Griff auf, leiden nicht an erheblichem Festigkeitsverlust, sind pflegeleicht und knitterfest und gehen nicht übermäßig ein.
Spinngefärbte Viskose mit Formaldehydbehandlung weist auf: • Eine ausgezeichnete Nassechtheit, die herkömmliche Färbetechniken nicht erreichen. • Geringste Umweltbeeinträchtigung - herkömmliches Färben ist unnötig, was zu erheblichen Einsparungen von Wasser und
Chemikalien führt. • Waschschrumpf liegt in der Regel bei weniger als 3% pro Fläche, selbst bei Gestricken. • Ausgezeichnete Durable-Press-Leistung, die in der Regel besser als 3,5 ist, was als bügelfrei eingestuft werden kann. • Beständigkeit gegenüber industriellen Waschverfahren, wodurch sie für Arbeitskleidung für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist.
Inhärent flammhemmende Viskose mit Formaldehydbehandlung weist auf: • Waschschrumpf liegt in der Regel bei weniger als 3 % pro Fläche, selbst bei Gestricken. • Ausgezeichnete Durable-Press-Leistung, die in der Regel besser als 3,5 ist, was als bügelfrei eingestuft werden kann. • Beständigkeit gegenüber industriellen Waschverfahren, wodurch sie für Arbeitskleidung für anspruchsvolle Anwendungen geeignet ist. • Beibehaltung der flammhemmenden Leistung in längeren Waschzyklen,
Beispiele
NACHGEREICHT 5
Lenzing AG, PL0509
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Beispiel 1
Viscose Color - spinngefärbte schwarze Faser wurde zu 1/30s-Ne-Gam gesponnen. Aus diesem Garn wurden Single-Jersey-Stoffe in 100-%-iger Form (150 g/m2) sowie als eine 5 95/5-Mischung mit Lycra (212g/m2) gewirkt.
Der Stoff wurde mit dem Formaldehydsystem behandelt: • Imprägnierung in o 10% Formaldehyd 10 15 o 3% Freecat LF (von Freedom Chemicals) - basierend auf Magnesiumchlorid / Citronensäure o 1,5 % Silikonelastomer-Weichmacher o Flüssigkeitsaufnahme 90 %
• Trocknung und Härtung 10 Minuten bei 150 °C • Abwaschen zur Entfernung von überschüssigem Formaldehyd in Heißwasser und Neutralisierung in verdünnter Lösung von Natriumhydrogencarbonat.
Die Schrumpfergebnisse des unbehandelten Stoffes und des mit Formaldehyd behandelten Stoffes sind in Tabelle 1 aufgeführt: 20
Tabelle 1:
Muster Schrumpf 1 Waschgang (40°C) Schrumpf 25 Waschgänge 100 % Viskose unbehandelt -21% Länge, +8% Breite -28%, +14% 95/5 Viskose / Lycra unbehandelt -9,75%, +2% -13%, +2,5% 100 % Viskose behandelt -3%, -4,25 % -3%, -5,5% 95/5 Viskose / Lycra behandelt -0,75%, -1% -1,5%, -1,75%
NACHGEREICHT 6
Lenzing AG, PL0509
Die Schrumpfergebnisse für den unbehandelten Stoff sind für eine normale Anwendung inakzeptabel. Die Schrumpfergebnisse für den behandelten Stoff sind ausgezeichnet und wären für jede normale Anwendung akzeptabel. 5 Beispiel 2
Viscose Color - spinngefärbte schwarze Faser wurde zu 1/20s-Ne-Garn gesponnen, als 100%-Mischung sowie als 50/50-lntimmischung mit spinngefärbtem schwarzen Polyester. Beide Garne wurden dann zu 3x1-Twillgewebe gewebt. Beide Stoffe hatten eine 50/50 Polyester-/Viskose-Kette mit 36 Kettfäden/cm. 10
Stoff A hatte zudem einen 50/50 Polyester-/Viskose-Schuss (32 Schussfäden/cm).
Stoff B hatte einen 100%-Viskose-Schuss, ebenfalls mit 32 Schussfäden/cm.
Die Stoffe wurden in Hälften geteilt: 15 Eine Hälfte wurde mit herkömmlichem Harz behandelt:
• 60g/l Knittex FEL • 15g/l Magnesiumchlorid • 20g/l Perisoft GS (Silikonweichmacher) • 2g/l Kieralon JET (Benetzungsmittel) 20
• Imprägnierung (80% Flüssigkeitsaufnahme), Trocknung bei 120°C, Härtung 45 Sek. bei 175°C
Die zweite Hälfte wurde mit Formaldehyd („HCHO“) wie in Beispiel 1 behandelt. 25 Schrumpftests lieferten die in Tabelle 2 aufgeführten Ergebnisse:
Tabelle 2:
Muster Schrumpf 1 Waschgang 60°C mit Trockengang Schrumpf 10 Waschgänge 60°C mit Trockengang Stoff A Harz -2%, -2,7% (mP, oP) -3,7%, -4,4% Stoff B Harz -3%, -4% -4,7%, -6,6% Stoff A HCHO -0,3%, 0 -0,3%, -0,3% Stoff B HCHO -1%, -1% -1,3%, -1,6% 7
Lenzing AG, PL0509 • · • · * · ·
Die mit Formaldehyd behandelten Stoffe erbrachten Schrumpfergebnisse, die mit den üblicherweise erzielten Bestergebnissen in der Textilverarbeitung vergleichbar sind. Die mit herkömmlichem Harz behandelten Stoffe erbrachten Ergebnisse, die eine erhebliche 5 Schrumpfung aufwiesen, wodurch sie für einige Anwendungen ungeeignet sind. Die Stoffe wurden anschließend auf eine Reihe von Eigenschaften getestet, die für eine industrielle Waschanwendung aussagekräftig sind:
Beispiel 3 10 Ein 100 % Lenzing FR gewirkter Single-Jersey-Stoff wurde in Formaldehyd wie in Beispiel 1 behandelt. Die Testergebnisse werden in Tabelle 3 aufgeführt:
Tabelle 3:
Muster Berstfestigkeit Obs) Waschschrumpf (1 Waschgang 40°C und Trockengang) Waschschrumpf {25 Waschgänge 40°C, jeweils mit Trockengang) Unbehandelt 87 -15% Länge, +1 % Breite -21%, +5% HCHO- behandelt 62 -1,5%, -0,5% -3,75%, 0% 15 Die Schrumpfergebnisse für den unbehandelten Stoff sind für eine normale Anwendung inakzeptabel. Die Schrumpfergebnisse für den behandelten Stoff sind ausgezeichnet und wären für jede normale Anwendung akzeptabel.
Beispiel 4 20 Ein 2x1-Twillstoff von Lenzing FR, gemischt mit Kermel (Aramidfaser): 30/70 Lenzing LF / Kermel, 230g/m2, wurde mit Formaldehyd wie in Beispiel 1 behandelt.
NACHGEREICHT 8
Lenzing AG, PL0509
Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 a'ufgeTuhrt’.........
Tabelle 4:
Muster Dehn festigkeit (Ibs) Reiß festigkeit (Ibs) Waschschrumpf (1 Waschgang 40°C und Trockengang) Waschschrumpf (25 Waschgänge 40°C jeweils mit Trockengang) DP- Leistung Unbe- 164 mP, 7,9mP, -0,25mP, -2,5%, 3,5 handelt 150 oP 9,9oP -1,25oP -3,25% HCHO- be- handelt 151 mP, 113 oP 7,9mP, 6,3oP 0%, 0% -0,75%, -0,25% 3,75
Der mit Formaldehyd behandelte Stoff wies eine bedeutende Verbesserung der Schrumpfergebnisse im Vergleich zu unbehandeltem Stoff auf und zeigte eine leichte Verbesserung in der Durable-Press-Leistung (DP-Leistung). Die Wirkung auf Dehnfestigkeit und Reißfestigkeit war geringer als von einer herkömmlichen Kunstharzausrüstung zu erwarten wäre.
NACHGEREICHT 9

Claims (15)

  1. « « Lenzing AG, PL0509 Ansprüche: 1. Stoff, vollständig oder teilweise bestehend aus cellulosischen Kunstfasern, die ein partikelförmiges Material enthalten, der einen Schrumpf von weniger als 2,5% in gewebter Form und 5% in gestrickter Form aufweist, wenn er 25 Zyklen wässriger Reinigung unterzogen wird, wobei der Stoff nicht mit Harz versetzt ist und ein Stli-konelastomer enthält,
  2. 2. Stoff nach Anspruch 1, wobei die cellulosische Kunstfaser eine Viskose- oder Modalfaser ist.
  3. 3. Stoff nach Anspruch 1, wobei die cellulosische Kunstfaser eine Lyocellfaser ist.
  4. 4. Stoff nach Anspruch 1, wobei das partikelförmige Material ein Buntpigment ist,
  5. 5. Stoff nach Anspruch 1, wobei das partikelförmige Material ein Flammhemmer ist.
  6. 6. Stoff nach Anspruch 1, wobei die cellulosische Kunstfaser, die ein partikelförmiges Material enthält, mit einer oder mehreren anderen Faserarten versetzt oder gemischt ist, wie beispielsweise Polyester, Nylon, Modacryl, Para-Aramid, Meta-Aramid, Wolle oder Baumwolle.
  7. 7. Stoff nach Anspruch 1, wobei der Stoff mit einer Zusammensetzung, umfassend Formaldehyd und einen Katalysator, behandelt wird.
  8. 8. Stoff nach Anspruch 2, wobei die Zusammensetzung etwa 5,18Gew.-% bis etwa 7,4Gew.-% Formaldehyd enthält.
  9. 9. Stoff nach Anspruch 2, wobei die Zusammensetzung im Wesentlichen aus Wasser, Formaldehyd, Silikonelastomer und einem Katalysator besteht.
  10. 10. Stoff nach Anspruch 7, wobei die flüssige Zusammensetzung ferner eine ausreichende Menge an Silikonelastomer enthält, um 0,1% bis 5% Trockengehalt bezogen auf das Stoffgewicht, zu erbringen. io NACHGEREICHT Lenzing AG, PL0509 .......... * *·· *·< | 9 «* · ·>·* * * * ·*·«>* * · · · « · · · «
  11. 11. Stoff nach Anspruch 7, wobei die flüssige Zusammensetzung weiter eine Dimethyl-Silikonelastomer-Emulsion enthält.
  12. 12. Stoff nach Anspruch 11, wobei die flüssige Zusammensetzung die Dimethyl-Silikonelastomer-Emulsion in ausreichender Menge enthält, um 0,053% bis 2,65% Silikonfeststoffe für das Stoffgewicht zu erbringen.
  13. 13. Stoff nach Anspruch 7, wobei die Zusammensetzung etwa 14Gew.-% bis 20Gew -% Formalin enthält, wobei das Formalin 37Gew.-% Formaldehyd enthält.
  14. 14. Verfahren zur Behandlung eines Stoffes, umfassend Pigment enthaltende Viskose- oder Modalfasern oder Mischungen, die diese Fasern enthalten, wobei der Stoff mit einem Verfahren behandelt wird, das folgende Schritte enthält: a. Inkontaktbringen des Stoffes mit einer flüssigen Zusammensetzung, umfassend einen Katalysator und etwa 5,18Gew.-% bis 7,4Gew.-% Formaldehyd, b. Wärmebehandlung des Stoffes und c. Reinigung des Stoffes nach der Wärmebehandlung , wobei der Stoff ein Silikonelastomer enthält und nicht mit Harz versetzt ist.
  15. 15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Stoff vor dem Schritt der Wärmebehandlung einen Feuchtigkeitsgehalt von über 20Gew.-% aufweist. NACHGEREICHT 11
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