Verfahren zur Entfernung von Energie aus mit ionisierenden Strahlen behandeltem cellulosehaltigem Textilgut.
Es sind bereits eine Reihe von Verfahren bekannt, um die Gebrauchseigenschaften von cellulosehaltigem Textilmaterial, z.B. solchem aus nativer oder regenerierter Cellulose durch Einwirkung ionisierender Strahlen, nämlich elektromagnetischer Strahlen, d.h. von radioaktiven Isotopen wie Co oder Cis137 gelieferten Gamma-Strahlen oder Röntgenstrahlen, Ultraviolett Strahlen, sowie beschleunigten Elektronen, wie sie den üblichen Elektronenbeschleunigungsapparaten, z.B. Kaskaden-, Van de Graaf- oder Linearbeschleunigern entnommen werden können, ferner Oberflächenentladungen (Tesla-Transformator) zu verbessern.
Durch die Bestrahlung des Textilmaterials können sich in demselben Ionen, Ionenradikale, Radikale oder angeregte Mo lokale oder Molekülgruppen bilden, die zu Vernetzungen zwischen den Atomen der Molekülketten oder zu Pfropfreaktionen, insbesondere mit monomeren polymerisierbaren Substanzen, Anlass geben.
In dem der ionisierenden Strahlung ausgesetzten Textilmaterial bildet sich eine Ansammlung absorbierter Energie. Ein Teil dieser Energie ist jedoch nicht vollständig auswertbar entweder weil sie sich teilweise in Bereichen, z. B. kristallinen Bereichen, befindet, die für aufzupfropfende Substanzen nicht zugänglich sind oder weil sie teilweise in einer Form vorliegt, dies für Vernetzungen oder Pfropfreaktionen ungeeignet ist. Die im bestrahlten Textilmaterial vorhandene Energie, die nicht für Zwecke, wie Vernetzung oder Pfropfung verbraucht werden kann, wird als Restenergie bezeichnet. Diese Restenergie kann sehr beständig sein und eine lange Lebensdauer haben.
Dabei bleibt die gespeicherte Energie aber nicht untätig im Material, sondern kann mit der Zeit Veränderungen in den physikalisch-mechanischen Eigenschaften desselben bewirken.
Solche nachträglichen Veränderungen von gebrauchsbereitem Textilmaterial sind natürlich unerwünscht. Ausserdem muss mit ungünstigen physiologischen Einwirkungen der gespeicherten Energie auf die Träger der Textilien gerechnet werden, insbesondere, wenn diese Textilien in direktem Kontakt mit der Haut kommen. Es ist deshalb der Zweck des vorliegenden Verfahrens, die gespeicherte Restenergie aus dem cellulosehaltigen Textilmaterial abzuführen.
Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Verfahren zur Entfernung von Energie aus mit ionisierenden Strahlen behandeltem Textilmaterial, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Abführung der Energie durch Behandlung mittels Alkalilauge, welche für native Cellulose mindestens 4-iiormal und für regenerierte Cellulose mindestens 2,5-normal ist, erfolgt.
Das Verfahren kann z.B. im Anschluss an mit Hilfe ionisierender Strahlen bewirkten Vernetzungen oder Pfropfreaktionen durchgeführt werden. Es lässt sich an den verschiedensten Textilmaterialien aus nativer Cellulose, z.B. Baumwolle und regenerierte Cellulose, z.B. Viskosekunstseide, anwenden, beispielsweise an läden, Fasern, Geweben, Gewirken oder Faservliesen. Die Behandlung von nativer Cellulose kann in einem Bad enthaltend Alkalilauge mit einer Normalität von 4 bis 9 erfolgen, z. B. Natronlauge von 14 bis 34 Be oder Kalilauge von 22 bis 390 Be. Die Behandlung von regenerierter Cellulose kann in einem Bad enthaltend Alkalilauge mit einer Normalität von 2,5 bis 5 erfolgen, z.B.
Natronlauge von 13 bis 23 B oder Kalilauge von 15 bis 26 Be. Die Dauer der Behandlung kann zwischen 5 und 20 Minuten betragen. Sie wird in der Regel bei Raumtemperatur, d.h. zwischen 10 und 300C vorgenommen, kann aber auch bei erhöhter Temperatur, d.h. zwischen 50 und 1000C erfolgen.
Es hat sich ferner gezeigt, dass besonders gute Resultate erzielt werden, wenn Textilmaterial aus nativer Cellulose in einem Bad enthaltend 8 bis d,5 normale Alkalilauge (Natronlauge oder Kalilauge) bei 600C während 5 bis 10 Minuten behandelt wird. Ferner eignet sich für Textilmaterial aus regenerierter Cellulose insbesondere eine Behandlung mit 3,5 normaler Natronlauge (170 Be) bei 15 bis 250C während 5 bis 10 Minuten.
Die gegenseitige Abhängigkeit von Laugenkonzentration und -Temperatur für Natronlauge und Kalilauge ist aus den graphischen Darstellungen gemäss den Figuren 1 bis 4 der Zeichnung ersichtlich. In diesen Figuren ist für verschiedere Laugenkonzentrationen und-temperaturen die in einem Baumwoll-Imitat-Popeline-Gewebe, welches während 10 Stunden der Einwirkung der Gammastrahlung einer Co Quelle ausgesetzt wurde, enthaltene Energie in Abhängigkeit von der zu ihrer Entfernung benötigten Zeit bei Behandlurg von Natron- und Kalilauge verschiedener Konzentration und Teniperatur graphisch dargestellt,
wobei auf der Abszisse diese Zeit und auf der Ordinate die sogenannte Elektronen-Spin-Resonanz (ESR) als masts für die in Geweben vorhandenen Radikale und damit auch der Energie aufgetragen sind.
Figur 1 zeigt den Verlauf der Energie in einem mit Natronlauge von 310 Be (Normalität 8) und solcher von 260 Be (Normalität 6) je bei 600C behandelten Gewebe. Wie daraus ersichtlich ist, ist bei Behandlung mit Natronlauge von 310 Be die Energie nach 10 Minuten vollständig abgeführt.
Figur 2 zeigt den Verlauf der Energie bei Behandlung des Gewebes mit Natronlauge gleicher Konzentrationen aber bei Zimmertemperatur. Auch in diesem Fall ist bei Behandlung mit Natronlauge von 310 Be die Energie nach 10 Minuten aus dem Gewebe vollständig entfernt.
Die Figur 3 zeigt den Verlauf der Energie in dem mit Kalilauge von 370 Be (Normalität 8,5), 320 Be (Normalität 7) und 270 Be (Normalität 5,5) je bei 6000 behandelten Gewebe.
Wie daraus ersichtlich ist, ist bei Behandlung mit Kalilauge von 320 Be die Energie nach 10 Minuten vollständig aus dem Gewebe entfernt.
Die Figur 4 zeigt den Verlauf der Energie bei Behandlung des Gewebes mit Kalilauge gleicher Konzentrationen, aber bei Zimmertemperatur. In diesem Fall ist bei Behandlung mit Kalilauge von 370 Be die Energie nach einer Dauer von 120 Minuten restlos aus dem Gewebe abgeführt.
Das Verfahren wird nachstehend anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Beispiel ls
Ein Baumwoll-Imitat-Popeline-Gewebe, welches eine Feuchtigkeit von 5 (Raumfeuchtigkeit) aufwies, wurde während 10 Stunden der Einwirkung der Gamma-Strahlung einer Co60 Quelle ausgesetzt, wobei eine Gesamtdosis von 2,2 x 106 Rad in das Gewebe eingestrahlt wurde. Nach Abschluss der Bestrahlung wurde das Gewebe mit einer Apparatur zur Bestimmung der Elektronen-Spin-Resonanz auf das Vorhandensein von Radikalen geprüft, wobei das ESR Signal eine relative Höhe von 130 Einheiten erreichte. Das Gewebe wurde nun während 10 Minuten in einem Bad enthaltend Natronlauge von ca. 31 Be (Normalität o) bei 15 bis 220C behandelt, anschliessend mit Wasser gespült, mit verdnnter Essigsäure nachbehandelt, neutralgewaschen und getrocknet.
Hierauf wurde das Gewebe wieder mit der ESR Apparatur geprüft, wobei kein Signal mehr festgestellt wurde, d.h. die gespeicherte Energie war vollständig abgeführt.
Beispiel 2:
Ein Gewebe aus Viskosekunstseide, welches eine Feuchtigkeit von 7 aufwies, wurde während 10 Stunden der Einwir
60 kung der Gamma-Strahlung einer Co Quelle ausgesetzt, wobei eine Totaldosis von 2 2 x 106 Rad in das Gewebe eingestrahlt wurde. Das ESR Signal des geprüften bestrahlten Gewebes zeig te eine relative Höhe von 60 Einheiten. Das Gewebe wurde danach während 10 Minuten in einem Bad enthaltend Natronlauge von ca. 17 Be (Normalität 3,5) bei 15 bis 22 C behandelt und wie in Beispiel 1 beschrieben, entlaugt, gewaschen und getrocknet. In so behandelten Gewebe wurde bei erneuter Prüfung mit der ESR Apparatur kein Signal mehr festgestellt.
Beispiel 3: Ein Baumwoll-Imitat-Popeline-Gewebe mit einem Feuchtig- keitsgehalt von 5 wurde während 20 Stunden der Einwirkung der Gamma-Strahlung einer Co60 Quelle ausgesetzt, wobei eine Totaldosis von 4,4 x 106 Rad in das Gewebe eingestrahlt wurde.
Das ESR Signal des geprüften bestrahlten Gewebes zeigte eine relative Höhe von 230 Einheiten. Das Gewebe wurde danach während 10 Minuten mit Kalilauge von 370 Be (Normalität 8,5) bei einer Temperatur von 600C behandelt und danach, wie in Beispiel 1 beschrieben, entlaugt, gewaschen und getrocknet. Am so behandelten Gewebe konnte kein ESR Signal mehr festgestellt werden und die gespeicherte Energie war somit vollständig abgeführt.
Process for removing energy from cellulosic textile material treated with ionizing radiation.
A number of methods are already known to determine the performance properties of cellulosic textile material, e.g. those made from native or regenerated cellulose by the action of ionizing radiation, namely electromagnetic radiation, i.e. from radioactive isotopes such as Co or Cis137 supplied gamma rays or X-rays, ultraviolet rays, as well as accelerated electrons, as they are the usual electron accelerators, e.g. Cascade, Van de Graaf or linear accelerators can be taken to improve surface discharges (Tesla transformers).
When the textile material is irradiated, ions, ion radicals, radicals or excited Mo can form local or molecular groups, which give rise to crosslinking between the atoms of the molecular chains or to grafting reactions, in particular with monomeric polymerizable substances.
An accumulation of absorbed energy forms in the textile material exposed to ionizing radiation. However, part of this energy is not fully evaluable either because it is partly in areas, e.g. B. crystalline areas, which are not accessible to substances to be grafted or because they are partially in a form that is unsuitable for crosslinking or grafting reactions. The energy present in the irradiated textile material that cannot be used for purposes such as crosslinking or grafting is referred to as residual energy. This residual energy can be very stable and have a long service life.
The stored energy does not remain inactive in the material, but can cause changes in the physical-mechanical properties of the same over time.
Such subsequent changes to ready-to-use textile material are of course undesirable. In addition, unfavorable physiological effects of the stored energy on the wearer of the textiles must be expected, especially if these textiles come into direct contact with the skin. It is therefore the purpose of the present process to remove the stored residual energy from the cellulose-containing textile material.
The invention accordingly relates to a method for removing energy from textile material treated with ionizing radiation, which is characterized in that the energy is removed by treatment with alkali lye, which is at least 4 times for native cellulose and at least 2.5 times for regenerated cellulose. normal is done.
The method can e.g. after crosslinking or grafting reactions brought about with the aid of ionizing radiation. It can be applied to a wide variety of textile materials made from native cellulose, e.g. Cotton and regenerated cellulose, e.g. Use viscose rayon, for example on shops, fibers, woven, knitted or nonwovens. The treatment of native cellulose can be carried out in a bath containing alkali with a normality of 4 to 9, e.g. B. Caustic soda from 14 to 34 Be or potassium hydroxide from 22 to 390 Be. The treatment of regenerated cellulose can be carried out in a bath containing alkali with a normality of 2.5 to 5, e.g.
Caustic soda from 13 to 23 B or potassium hydroxide from 15 to 26 Be. The duration of the treatment can be between 5 and 20 minutes. It is usually used at room temperature, i.e. between 10 and 300C, but can also be done at elevated temperature, i.e. between 50 and 1000C.
It has also been shown that particularly good results are achieved when textile material made of native cellulose is treated in a bath containing 8 to 1.5 normal alkali (caustic soda or potassium hydroxide) at 60 ° C. for 5 to 10 minutes. Furthermore, a treatment with 3.5 normal sodium hydroxide solution (170 Be) at 15 to 250 ° C. for 5 to 10 minutes is particularly suitable for textile material made of regenerated cellulose.
The mutual dependence of the alkali concentration and temperature for caustic soda and potassium hydroxide can be seen from the graphic representations according to FIGS. 1 to 4 of the drawing. In these figures, for different caustic concentrations and temperatures, the energy contained in an imitation cotton poplin fabric, which was exposed to the action of gamma radiation from a Co source for 10 hours, depends on the time required to remove it when treating soda - and potassium hydroxide solution of various concentrations and ten perature graphically represented,
This time is plotted on the abscissa and the so-called electron spin resonance (ESR) is plotted on the ordinate as masts for the radicals present in tissues and thus also the energy.
FIG. 1 shows the progression of the energy in a tissue treated with sodium hydroxide solution of 310 Be (normality 8) and that of 260 Be (normality 6) per tissue treated at 60.degree. As can be seen from this, the energy is completely dissipated after 10 minutes when treated with sodium hydroxide solution of 310 Be.
FIG. 2 shows the energy curve when the tissue is treated with sodium hydroxide solution of the same concentration, but at room temperature. In this case, too, treatment with caustic soda of 310 Be completely removes the energy from the tissue after 10 minutes.
FIG. 3 shows the progression of the energy in the tissue treated with potassium hydroxide of 370 Be (normality 8.5), 320 Be (normality 7) and 270 Be (normality 5.5) per 6000 treated tissue.
As can be seen from this, treatment with potassium hydroxide solution of 320 Be completely removes the energy from the tissue after 10 minutes.
FIG. 4 shows the energy curve when the tissue is treated with potassium hydroxide solution of the same concentration, but at room temperature. In this case, after treatment with potassium hydroxide solution of 370 Be, the energy is completely removed from the tissue after a period of 120 minutes.
The method is explained in more detail below using a few exemplary embodiments.
Example ls
A cotton imitation poplin fabric, which had a humidity of 5 (room humidity), was exposed to the action of gamma radiation from a Co60 source for 10 hours, with a total dose of 2.2 × 10 6 rads being radiated into the fabric. After the end of the irradiation, the tissue was tested for the presence of radicals using an apparatus for determining the electron spin resonance, the ESR signal reaching a relative level of 130 units. The fabric was then treated for 10 minutes in a bath containing sodium hydroxide solution of approx. 31 Be (normality o) at 15 ° to 220 ° C., then rinsed with water, aftertreated with dilute acetic acid, washed neutral and dried.
The tissue was then tested again with the ESR apparatus, with no further signal being detected, i.e. the stored energy was completely dissipated.
Example 2:
A viscose rayon fabric, which had a moisture content of 7, was exposed for 10 hours
60 kung of gamma radiation from a Co source, whereby a total dose of 2 2 x 106 rad was irradiated into the tissue. The ESR signal of the irradiated tissue tested showed a relative height of 60 units. The fabric was then treated for 10 minutes in a bath containing sodium hydroxide solution of approx. 17 Be (normality 3.5) at 15 to 22 ° C. and, as described in Example 1, leached, washed and dried. In the tissue treated in this way, no further signal was found when it was tested again with the ESR apparatus.
Example 3: An imitation cotton poplin fabric with a moisture content of 5 was exposed to the action of gamma radiation from a Co60 source for 20 hours, with a total dose of 4.4 × 10 6 rads being radiated into the fabric.
The ESR signal of the irradiated tissue tested showed a relative height of 230 units. The fabric was then treated for 10 minutes with potassium hydroxide solution of 370 Be (normality 8.5) at a temperature of 60 ° C. and then, as described in Example 1, leached, washed and dried. The ESR signal could no longer be determined on the tissue treated in this way and the stored energy was thus completely dissipated.