<B>Verfahren zur</B> Vorbehandlung <B>von</B> textilem <B>Fasergut aus</B> nativer Cellulose Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfah ren zur Vorbehandlung von textilem Fasergut aus nativer Cellulose in alkalischen Flotten.
Fasern aus nativer Cellulose, insbesondere Baumwolle, werden grösstenteils vor dem Bleichen, Färben und Drucken von den natürlichen Fett-, Leim-, Pektin- und Ligninsub- stanzen, den Resten der Samenschalen sowie den meistenteils öligen Verunreinigungen aus der Spinnerei und Weberei be freit, weil derartige Begleitstoffe die genannten Ausrüstungs prozesse ausserordentlich stark stören.
Diese Verunreinigungen werden üblicherweise durch alka lische Behandlung mit Soda und/oder Ätznatron entweder beim Abkochen in offenen Apparaten oder beim Beuchen in geschlossenen Kesseln unter Druck und bei Temperaturen bis zu 135 C beseitigt. Die Behandlungsdauer schwankt je nach Art der Rohware und angewendetem Verfahren zwischen einigen Minuten bis 5 oder 8 Stunden.
Gewöhnlich werden diesen alkalischen Flotten noch ge eignete Hilfsmittel, wie Alkalipolyphosphate und/oder Netz mittel zugesetzt.
Des weiteren wird in der DAS Nr. 1 273 481 ein Verfah ren zum Bleichen von Fasergut aus nativer Cellulose in Ab wesenheit von Oxydationsmittel beschrieben, bei welchem 4 bis 13 Gew. % NaOH und 1 bis 4 Gew. % Alkalipolyphosphate und/oder Aminopolycarbonsäuren, wie N-Hydroxy-äthylen- diamintriessigsäure, o-Cyclohexylendiamintetraessigsäure, Nitrilotriessigsäure und Äthylendiamintetraessigsäure einge setzt werden.
U. Kirner berichtet in Untersuchungen zur Verbesserung der alkalischen Vorbehandlung von Rohbaumwolle , Melliand Textilberichte, 1965, Nr. 9, Seite 963-967, über die alkali sche Vorbehandlung von Baumwolle mit Sattdampf bei Tem peraturen um und über 100 C und über die Verbesserung der Aufhellung durch Zugabe von Äthylendiamintetraessig- säure in Mengen von 2 bis 20, bevorzugt 14 bis 18 g/1 Flotte, um optimale Effekte überhaupt zu erzielen.
Wie aus der Tabelle Nr. 2 der Arbeit von Kirner hervor geht, ist bei einer Behandlungszeit von 1 Stunde bei<B>130'C</B> ein DP-Grad-Abfall von 2690 auf .2410, also um 280 DP- Grade erfolgt. Demgegenüber ist es nach dem erfindungsge- mässen Verfahren möglich, mit etwa dem 7. bis 9. Teil an Komplexbildnern auszukommen, um einen ordentlichen Weissgrad bei äusserster Faserschonung zu erzielen. Dies bestätigt, dass nicht nur der Sequestrierungseffekt für die Er folge allein in Frage kommen kann.
In der deutschen Auslegeschrift Nr.<B>1217</B> 928 wird ein Verfahren zur Verhinderung der Ausfällung von Schwerme- tallionen, insbesondere Eisen, Kupfer und Mangan durch die Anwendung von Aminomethylenphosphonsäuren, insbeson dere Aminotrismethylenphosphonsäure, beschrieben. In Spalte 3 und 4, Tabelle 1, wird zwar ausgeführt, dass man die hier beschriebenen Aminotrisalkylenphosphonsäuren beim Blei chen von Baumwolle zum Beständigmachen der Bleiche ein setzen kann, wobei die Maskierung von Kupfer-, Eisen- und Mangan-Ionen eine ausschlaggebende Rolle spielt.
Für den Fachmann geht aus der Tabelle I eindeutig hervor, dass es sich hierbei um eine oxydative Bleiche mittels Perverbindun- gen handeln muss. Dies ist jedoch gleichbedeutend mit der Vermeidung von Katalytschäden, die sich durch eine zu ra sche Zersetzung der Perverbindungen an dem Bleichgut durch Faserzerstörung bemerkbar machen.
Sowohl die USA-Patentschriften Nrn. 2 599 807 und 3 214 445, als auch die britische.Patentschrift Nr. 995 462 berichten über komplexbindende Eigenschaften verschiede ner Phosphonsäuren. Es finden sich da auch allgemeine Hin weise auf die Verwendbarkeit solcher Substanzen in der Tex tilbehandlung zur Bindung von der Wasserhärte oder uner wünschten Metallionen.
Es wird hier insbesondere auf das Waschen von Textilien verwiesen und an keiner Stelle ein Hinweis gebracht, dass die Vorbehandlung von Cellulose un ter äusserst faserschönenden Bedingungen mittels Phosphon- säuren durchgeführt werden kann.
Es wurde nun gefunden, dass man eine besonders gute und faserschonende Vorbehandlung durchführen kann, wenn man den Abkoch- bzw. Beuchflotten Aminoalkylenphosphon- säuren oder deren Salze der Formel
EMI0001.0067
EMI0002.0001
wobei R4 =H und R$ eine Alkylgruppe oder (R4 + Rs) eine Alkylengruppe, z = 0 oder 1 und R6 = H oder -CH2 P03H2 ist, zusetzt. So können z.
B. als Aminoalkylenphosphonsäuren Aminotrismethylenphosphonsäure, Diäthylentriaminpenta- methyienphosphonsäure. Propylendiamintetramethylenphos- phonsäure, Äthylendiamintetramethylenphosphonsäure, 1,2-Cyclohexan-diamintetramethylenphosphonsäure, 1 Aminomethylcyclopentylamin-(2)-tetramethylenphosphon- säure und als stickstofffreie Verbindung die 1-Hydroxylalkan- 1,1-diphosphonsäure,
deren Alkalisalze und Abkömmlinge verwendet werden.
Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn diese Sub stanzen in einer Menge von 0,3 bis 5 g/1, vorzugsweise 2 g/1, der Flotte einverleibt werden.
Des weiteren hat sich gezeigt, dass sich für den vorliegen den Zweck auch Mischungen aus Pbosphonsäure mit anderen organischen und/oder anorganischen Komplexbildnern, wie Aminopolycarbonsäuren, beispielsweise Äthylendiamintetra- essigsäure, Nitrilotriessigsäure und Glukonsäure einsetzen lassen.
Ein ganz besonders vorteilhaftes Mittel bringt die Mischung der genannten Phosphonsäuren mit Alkalipoly- phosphaten. Letztere für sich allein angewendet, weisen den Nachteil auf, dass sie in der alkalischen Flotte bei den herr schenden Temperaturen zwischen 90 und 140 C einer Hydrolyse unterliegen und so das Komplexbindevermögen gegenüber störenden Kationen, wie Calcium, Magnesium usw., die auch in dem zu behandelnden Gut enthalten sind, teil weise einbüssen, was bei den Phosphonsäuren nicht der Fall ist.
Die Wirkung der Phosphonsäuren wird durch die Gegen wart von Alkalipolyphosphaten der Formel Men+2 Pn 03n+t worin Me ein Alkalimetall und n eine Zahl von 2 bis oo sein kann, wie Natriumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumtetrapolyphosphat und Grahamsalz, noch unterstützt, da hierbei deren Dispergier-,
Emulgiervermögen und insbe sondere das Schmutztragevermögen eine günstige Wirkung entfalten. An und für sich sind mannigfaltige Variationsmög lichkeiten in dem Mischungsverhältnis zwischen Phosphon- säuren und anderen Komplexbildnern möglich, am besten hat sich jedoch ein Mischungsverhältnis von Phosphonsäure zu den anderen Komplexbildnern erwiesen, das 0,25 bis 4:1 beträgt.
Auch können der Abkoch- bzw. Beuchflotte Netzmittel zugesetzt werden. Hier kommen alle üblichen Substanzen in Frage, die in alkalischen Medien wirksam und mit den Phos- phonsäuren und Komplexbildnern verträglich sind, wie anionenaktive oder nichtionogene Netzmittel sowie Mischun gen derselben. Als anionenaktive Substanzen dienen z.
B. die Alkyl-Arylsulfonate, Fettsäurekondensationsprodukte, Ei- weissspaltprodukte usw. sowie deren Salze. Nichtionogene Produkte sind z.B. Addukte von Äthylenoxyd an Fettalko hole, Fettsäureamide, Alkylphenole u. a.
Der besondere Vorteil des erfindungsgemässen Mittels liegt darin. dass damit eine sehr schonende Vorbehandlung durchgeführt werden kann, wobei die Durchschnittspolymeri- sationsgradwerte (DP) nur geringfügig herabgesetzt werden, der Weissgrad beachtlich hoch und die Aschewerte verhältnis- mässig niedrig sind.
Da sich chemische Angriffe auf die native Cellulose in der Weise auswirken, dass die Ketten<B>je</B> nach Art der chemi schen Substanz und der Intensität ihrer Einwirkung in mehr oder weniger lange Bruchstücke aufgespalten werden, wurden die DP-Werte gemessen, da diese Messung praktisch die ein zige Möglichkeit darstellt, um über den Umfang des Abbaues der Celluloseketten zahlenmässige Angaben zu machen.
Beispiele Rohbaumwolle mit einem DP-Wert von 2030, einem Weissgrad von 50,3% (gemessen am Elrepho mit Filter R 46) und einem Aschegehalt von 0,37%n wurde 3 Stunden in einer Flotte (Wasser etwa 17 d. H., Flottenverhältnis 1 :10) be handelt, die folgende Zusammensetzung aufwies: 1. Vergleichsversuch mit bisher üblicherweise verwendeten Komplexbildnern.
1 g/1 Äthylendiamintetraessigsäure 1 g/1 Natriumpyrophosphat 2 g/1 Netzmittel, bestehend aus einer Mischung eines Oxäthylierungsproduktes eines Fettalkohols, Alkyl- arylsulfonat und eines Alkylsulfonates 7,7 g/1 NaOH Die so behandelte Baumwolle wies einen DP-Wert von <B>1800</B> auf, der Weissgrad betrug 77%r und der Achegehalt <B>0,68%.</B>
2. 0,7 g/1 Amino-tris-methylenphosphonsäure 1,3 g/1 Natriumtripolyphosphat 1,0 g/1 Netzmittel, bestehend aus einer Mischung eines Phenylsulfonates mit einem Oxäthylierungsprodukt eines Fettalkohols 1,0 g/1 Natriumdithionit 20 m1/1 NaOH, 50%ig Die so behandelte Baumwolle wies einen DP-Wert von 2030, einen Weissgrad von 75%r und einen Aschegehalt von 0,68 %auf.
Wie die beiden Beispiele zeigen, ist der Aschegehalt in beiden Fällen praktisch gleich, der Weissgrad nicht nennens wert verschieden. Der DP-Wert von Versuch Nr. 1 ist um 230 Einheiten abgesunken, während nach dem erfindungsge- mässen Beispiel der DP-Wert der Rohware erhalten werden konnte. Damit zeigt sich eindeutig, dass eine sehr schonende Vorbehandlung von Baumwolle erfindungsgemäss möglich ist.
Rohbaumwolle mit einem DP-Wert von 2100, einem Weissgrad von 56%r, (gemessen am Elrepho mit Filter R 46) und einem Aschegehalt von 0,-10%r. wurde 2'/2 Stunden bei 100 C in einer Flotte (Flottenverhältnis 1 :10) behandelt, die folgende Zusammensetzung aufwies, wobei einmal (a) mit destilliertem Wasser und einmal (b) mit Leitungswasser von etwa 17 d.H. gearbeitet wurde.
3. aundb 1 g/1 Äthylendiamintetramethylenphosphonsäure 1 g/1 Natriumdithionit 1 g/1 Natriumtripolyphosphat 1 g/1 Netzmittel, bestehend aus einer Mischung eines Phenylsulfonates mit einem Oxäthylierungsprodukt eines Fettalkohols 20 ml NaOH, 50% Die nach 3a und b behandelte Baumwolle wies einen DP- Wert von 2050 bzw. 2000 auf; der Weissgrad betrug 77 bzw. 76% und der Aschegehalt 0,12 bzw. 0,15%r.
4. aundb <B>0,7g/1</B> 1-Hydroxy-alkan-1,1-diphosphonsäure 1,3 g/1 Natriumtripolyphosphat 1,0 g/1 Natriumdithionit 1,0 g/1 Netzmittel, bestehend aus einer Mischung eines Phenyisulfonates mit einem Oxäthylierungsprodukt eines Fettalkohols 20 ml/1 NaOH, 50%r.
Die nach 4a und b behandelte Baumwolle wies einen DP- Wert von 2025 bzw. 2000 auf; der Weissgrad betrug 77 bzw. 75% und der Aschegehalt 0,12 bzw. 0,13 /r.
Rohbaumwolle gleicher Beschaffenheit wurde entspre chend den Beispielen 3 und 4 auch unter HT-Bedingungen (130 C) eine Stunde lang und mit einer auf 10 m1/1 redu zierten Menge 50%iger Natronlauge behandelt und dabei folgende Werte erhalten: Die Behandlung analog Beispiel 3a und b ergab einen DP- Wert von 1850 bzw. 2000; der Weissgrad betrug 72 bzw. 71 %; der Aschegehalt betrug 0,1 bzw. 0,25%. Die Behandlung nach Beispiel 4a und b brachte einen DP- Wert von<B>1900</B> bzw. 2000; der Weissgrad betrug 73 bzw.
71 %r,; der Aschegehalt betrug 0,1 bzw. 0,15 %.
5. Zum weiteren Vergleich wurde dieselbe Rohbaumwolle nach einem bisher als optimal geltenden Verfahren in einer Flotte (dest. Wasser) behandelt, die 3,4 g/1 Äthylendiamintetraessigsäure 1,6 g/1 Natriumdithionit 1,0 g/1 Netzmittel, bestehend aus Alkylensulfonat, Alkylarylsulfonat und einem Oxäthylierungsprodukt von Fettalkoholen 20 m1/1 NaOH, 50%r enthielt.
Nach einer 21/2stündigen Behandlung bei 100 C wurde ein DP-Wert von 1775 gemessen; der Weissgrad betrug 75 und der Aschegehalt 0,1512-c.
Nach einer Behandlungsdauer von 1 Stunde bei 130 C wurde ein DP-Wert von 1750 erhalten; der Weissgrad be trug 70 c und der Aschegahalt 0,14%.
Die vorstehend in allen Beispielen angegebenen Ergeb nisse wurden als Mittelwerte aus jeweils 4 Bestimmungen erhalten.
Wie aus den Ergebnissen ersichtlich ist, wird bei den Abkoch- und Beuchversuchen. die unter Mitverwendung verhältnismässig kleiner Mengen der genannten Phosphon- säuren durchgeführt wurden, trotz der äusserst günstigen Asche- und Weissgradwerte, ein so minimaler, durch die DP-Werte zum Ausdruck kommender Abbau der Cellulose- ketten bedingt, dass er gegenüber der Schädigung nach der bisher als optimal geltenden Arbeitsweise eine nicht voraus zusehende Verbesserung des Verfahrens darstellt,
die wir- kungsmässig nicht allein von dem Sequestriervvermögen der Phosphonsäuren abgeleitet werden kann.