CH383325A - Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von cellulosehaltigem Textilgut - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von cellulosehaltigem TextilgutInfo
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Description
Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von cellulosehaltigem Textilgut Es ils,t bereits versucht worden, dn@e Verbesserung von cel'_@u)l@o@seh,altigem Textilgut dIurch,die Einwirkung ionisierender Strahlen zu erreichen. Vermutet wurde, dass durch die Bestrahlung eine Verändierun: g der physikalischen Struktur in zweierlei Weise erfolgen würde, nämlich dass eine Festigkeitserhöhung zu er warten sei und dass ein chemischer Abbau der Gellu- lose einsetzen würde, dass es also darauf ankäme, eine kritische Dosis der Bestrahlung zu finden, bei der die günstigen Effekte überwiegen. Bei hierüber angestellten Versuchen wu:rdie festgestellt, dass bei der Einwirkung einer relativ hohen Strahlungsdosis auf das cellulosehaltige Textilgut eine sehr starke Ver ringerung des Polymerisationsgrades und damfit prak tisch eine Zerstörung des Textilgutes eintrat. Bei der Einwirkung relativ niedriger Strahlendosen könnte- die erwartete Festigkeitserhöhung nicht festgestellt wer den. Es ist ferner ein Verfahren zur der Eigenschaften von Fasern oder Filmen aus natür lichen oder regenerierten natürlichen Polymeren wie Wolle oder Cellu@lose oder deren Derivaten wie Cellu- loseacetat bekannt, gemäss welchem das Behand- lungsgut in engem Kontakt mit einem organischen Modifizierungsmittel einer ionisierenden Strahlung unterworfen wird. Bei den Modifiziemun@gsmitteln Uan- delt es sich im wesentlichen uni ungesättigte Ver- birndu@ngen, welche zur Bildung von Additionspoly meren durch Vinylpolymer .is@ation geeignet sind, z. B. Acrylate oder Methacrylate. Zwecks Erhöhung der Geschwindigkeit, mit welcher die Bindung des orga nischen Modfizi@erungsmititeils an das Subs.tnat erfolgt, kann- die Bestrahlung bei erhöhter Temperatur vor genommen werden; diese Massnahme kann auch zur Unterstützung der Polymerisation dienen. Gegenstand der Enfinchan,g .ist demnach ein Ver fahren zur Verbesserung der mechanischen Eigen- schaften von cellulosehaltigem Textilgut mit Hilfe ionisierender Strahlen, das dadurch .gekennzeichnet ist, dass ein gegebenenfalls modifiziertes cellulose- haltigejs Textilgut in A.bv#"esenheit eines Modifizie- nunEgsmittels für die Cellulose während und/oder nach der Bestrahlung zum Zwecke einer Vernetzung von C-Atomen der Molekülketten auf mindestens 30 C erwärmt wird. Dats erfindungsgemäss behandelte celulosehaltige Textilgut ist in einer üblichen Kupfer- oxydammoniaklösung unilöslich, aber :noch que1lbar und weist gegenüber dem umbehandelten Textilgut eine starke Scheuerfestigkeitszunahmne bei ungefähr gleichbleibender Reissfestigkeit auf. Dieser Effekt ist überraschend und war für den Fachmann auf Grund der bisherigen Beistnahlungsversuche nicht zu erwair- ten. Das erfindungsgemässe Verfahren beruht auf folgenden Feststellungen: Der Rückgang des Polymerisations.grades von celluloseihailtigem Textilgut beruht einmal darauf, dass bei Einwirkung der ionisierenden Strahlung die Moleküle direkt gespalten werden. Dieser direkte Abbau ist durch die nachfolgende Tabelle 1 ver anschaulicht: EMI0002.0001 <I>Tabelle <SEP> 1</I> <tb> Eingestrahlte <SEP> Dosis <SEP> Primärer <SEP> Abbau <SEP> in <SEP> %" <tb> in <SEP> Röntgen <SEP> sofort <SEP> nach <SEP> Bestrahlung <tb> 5 <SEP> x <SEP> 104 <SEP> 51/o <tb> 105 <SEP> <B>81/0</B> <tb> 5 <SEP> x <SEP> <B>105 <SEP> <I>15010</I></B> <tb> <B>106</B> <SEP> 2511/o <tb> 103 <SEP> 401/o Anderseits tritt aber auch ein sekundärer Abbau nach der Bestrahlung ein, der vermutlich darauf beruht, dass bei einer Bestrahlung in Gegenwart von Luftsauerstoff Hydroperoxydgruppen gebildet wer- den, die im Laufe der Zeit einen Zerfall der Molekül- ketten hervorrufen. Dieser sekundäre Abbau wird durch die nachfolgende Tabelle 2 veranschaulicht: EMI0002.0012 <I>Tabelle <SEP> 2</I> <tb> Totale <SEP> eingestrahlte <SEP> Dosis <SEP> Sekundärer <SEP> Abbau <SEP> in <SEP> '; , <SEP> und <SEP> Tagen <tb> in <SEP> Röntgen <SEP> nach <SEP> der <SEP> Bestrahlung <tb> Tage <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 5 <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 40 <tb> 5 <SEP> x <SEP> 144 <SEP> 5 <SEP> 8 <SEP> 10 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 13 <tb> 105 <SEP> 6 <SEP> 10 <SEP> 13 <SEP> 15 <SEP> 17 <SEP> 17 <tb> 5 <SEP> x <SEP> 105 <SEP> 7 <SEP> 12 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 21 <tb> 103 <SEP> 8 <SEP> 15 <SEP> 20 <SEP> 23 <SEP> 25 <SEP> 25 Um also einen zu weitgehenden Abbau der Cellu- lose zu verweiden, russ sowohl der primäre als auch der sekundäre Abbau in tragbaren Grenzen gehalten werden. Durch die Einstrahlung einer mittleren bis kleinen Strah'.nrngsdiosis kann ein starker Primär abbau vermieden wenden. Um aber trotzdem die gewünschte Vernetzung der Cellusloseketten zu errei chen, wird dass Material erwärnnt, wobei angenommen werden msuss, dass sich die Hydrospe.roxydsgruppen in Radskaliie umwandoln, welche Ihrerseits durch die Wärmeeinwirkung miteinander reiagieren und damit eine Verneitzunig bzw. eine vernetzende Brückenbil dung zwischen den C-Atomen der Molekülketten be- wirken. Durch die so erfolgte Vernetzung wird ander seits aber auch der Sekundärabbau der Cellulose vermieden. Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich auf unverändertem oder chemisch modifiziertem cellu- losehaltigem Textilgut, insbesondere auf Flächen gebilden, anwenden. Es kommen in erster Linie Ge webe, Gewirke- oder Faservliesie aus nativer Cellu- lose, wie Baumwolle, oder aus regenerierter Cellu- lose oder solche Flächengebilde, die Fasern aus natürlicher und regenerierter Cellulosse enthalten, in Betracht. Das Verfahren lässt sich aber auch auf Textilgarne, -fällen oder -zwirne anwenden. Als ionisierende Strahlung kommt in erster LITl:le eine Gamma- oder Röntgenstrahlung in Betracht; man kann aber auch Beta-Strahlen anwenden. Als Strahlungsquelle für die Gamma-Strahlung können z. B. Cos3, CS137 oder Spaltprodukte von U235 die nen. Die Dauer der Bestrahlung kann zwischen 10 Sekunden und 4 Stunden liegen, wobei eine Total dosis zwischen los und 10% Röntgen eingestrahlt wird. Dass bestrahlte Textilgut wird vorzugsweise wäh rend einigen Sekunden bis zu einigen Minuten mit Hilde von entsprechend erwärmter Luft oder inesrten Gasen, Wasserdumpf oder heissem Wasser erhitzt. Wurde die Bestrahlung des Textilmaterlals in Gegen wart von Luft vorgenommen, so erfolgt zweckmässig eine Erwärmung auf etwa 70 bis 80 C. Ist dagegen die Bestrahlung des Textilmaterials in Abwesenheit von Luft z. B. im Vakuum oder in einem inerten Gas erfolgt, so kann die Erh:itzungstemperatur auf 50 bis 60" C reduziert werden. Diese Möglichkeit, die Exhitzungstemperabur zu vermindern, isst vermutlich darauf zurückzuführen, dass bei der Bestrahlung in Abwesenheit von Luft keine Hydroperoxydsgru.ppen, sondern direkt Radikale gebildet werden, und die zugeführte Wärme lediglich dazu benötigt wird, die Reaktion der Radikale miteinander herbeizuführen. Es ist auch möglich, die Bestrahlung und die Erwär mung des Textilgurtes gleichzeitig vorzunehmen und gegebenenfalls noch eine Nacherhitzung bei gleicher oder verschiedener Temperatur durchzuführen. Die Nacherhitzung kann u'nmitt'elbar nach der Bestrah- lang oder auch erst einige Zeit später erfolgen, wobei auf den Sekundäralbbau Rücksicht genommen werden russ. Das cellulosehaltige Textilmaterial kann ferner vor der Bestrahlung mit einem chemischen Mittel behandelst werden, welches eine Modifikation des ersteren hervorruft. Wird das so modifizierte Textil- material der Bestrahlung unterworfen, so bilden sich wesentlich mehr aktive Gruppen als bei der Bestrah lung des nicht mod.ifiziemten Textilmaterials. Es kann z. B. das Textiknnaterial zwecks Modifikation einer rein chemischen Reaktion mit Acryl-, Methacryl-, Crotonyl- oder Zkntsäu.re- oder Allylderivaten unter worfen werden, wobei entsprechende Ester, Äther oder Acebade gebildet werden. Ferner lassen sich durch Behandlung des cellulo.sehaltigen Textilmate- rials mit ungesättigten Verbindungen, wie z. B. Acryl- nitril, in Gegenwart vom Alkalien Seitengruppen in die Celluloseketten einführen, die sich durch die Be strahlung 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 läss@t das collu.losehaltigc Textilmaterial auch durch Behandlung mittels aromatischer Ver bindungen, welche in o-, m- oder p-Stellung zur Ver- bindun:gsstel'le mit der Cellulosekette einen alipha- tischen Substituenten mit einem sekundären C-Atom, insbesondere eine Is@opropylgru,ppe tragen, modifi- zieren. Als solche Verbindungen eignen .sich z. B. Ab- kömmlinge von o-, m- oder p-Carbonsäuren, wie z. B. p-Isoprapylbenzolehlorid, ferner gewisse Alkohole oder deren Derivate. Die dabei entstehenden Ester bzw. Äther lassen sich an der Isopropylgruppe leicht aktivieren. Es ist auch möglich, Cellulose mit Methan- suilfo@nylchlorid zu modifizieren. Der dabei entste hende Äther erhöht die Beständigkeit der Cellulose gegen Abbau .durch Bestrahlung weitgehend und das behand ; ite Textilmaterial kann einer wesentlich höhe ren Strahlungsdosis ausgesetzt werden als das unbe- handelte Material, und es lassen sich deshalb bei der Bestrahlung wesentlich mehr aktive Gruppen bilden. Es genügt somit auch, das Textilgut während bzw. nach der Bestrahlung einer relativ geringfügigen Er wärmung, z. B. auf 30 bis 40 C zu unterwerfen. <I>Beispiel 1</I> Ein 1mitatpopeline-Gewebe mit 36/19 Fäden pro 1.i franz. Zoll und den engl. Garnnummern 40/30 in Kette und Schuss wird gesengt, entschlichtet und ge bleicht. Hierauf wird es in Gegenwart von Luft von 20 C der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle (CS137) wäh Trend 15 Sekunden bei 20 C unterworfen, so dass eine Gesamtdosis von 0,25 X 106 Röntgen in das Gewebe eingestrahlt wird. Das Gewerbe wird sodann mittels überhitztem Wasserdampf während etwa 10 Minuten auf etwa 80 C erhitzt. Das behan delte Gewebe ist unlöslich, aber noch quellbair in einer üblichen Kupferoxydammonlaklösung. Die Reiss festigkeit in der Schussrichtung gemessen mit einen Pendelapparat beträgt 20,8 kg pro 2, 5 cm Streifen- breite (22 kg .beim unbehandelten Gewebe). Die Scheuerfestügkeit, gemessen mit einem Prüfapparat, enthaltend eine auf der Gewebeoberfläche rotie rende Scheibe, die mit einem standardisierten Woll- tuch bespannt ist, beträgt<B>96800</B> Touren<B>(13800</B> Touren beim unbehandelten Gewebe). Der Durch- sdhnitts-Polymerisationsgrad des Gewebes ist wäh rend der Behandlung von 1500 auf 1420 gesunken. <I>Beispiel 2</I> Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Mischge- webe., dessen Garne in Kette und Schuss aus 70% Baumwolle und 30 % Zellwolle bestehen, wird ins Vakuum der Einwirkung einer Gamma-Strahlungs- quelle (Coso) während 3 Stunden unterworfen, so dass eine Gesamtdosis von etwa 2 X 106 Röntgen in das Gewebe eingestrahlt wird. Das Gewebe wird sodann mittels eines Warmluftstroms während etwa 10 Minuten auf etwa 55 C erhitzt. Das behandelte Gewebe ist unlöslich aber noch quellbar in einer üblichen Kupferoxydammoniaklö.sung. Es weist gegen über dem Ausgangs.materiaä eine starkerhöhte Scheuerfestigkeit und eine nur unwesentlich vermin derte Reissfestigkeit auf. <I>Beispiel 3</I> Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Baumwol1- Renforce-Gewebe wird in einer Lösung von Is:o- propylbenzoylr,hlorid in Pyridin, gemischt im Ver- hältnis 2 : 8, während 2-3 Minuten eingelegt und auf 100% abgequetscht. Das derart behandelte Ge- webe wird während 5 Minuten auf 70-80 C erhitzt. Hernach wird ausgewaschen und getrocknet. Das so modifizierte Gewebe wird in einem Warm luftstrom auf 35 C erhitzt und gleichzeitig der Ein wirkung einer Röntgen-Strahlungsquelle während 5 Sekunden unterworfen, wobei eine Gesamtdosis von 0,8 X 103 Röntgen eingestrahlt wird. Hierauf ist das Gewebe völlig unilöslich aber noch quellbar in einer Kupferoxydiammaniaklösung. Es weist gegen über dem unibehandelten Gewebe eine stark erhöhte Scheuerfestigkeit und eine nur weaüg verminderte Ressfestigkeit auf. <I>Beispiel 4</I> Ein Zeflwo@llgabaidine-Gewebe wird mit einer wässrigen 1 o/oigen Lösung von Cystin behandelt, auf 100 % albgequetscht und bei etwa 80 C getrocknet. Das dieser Strahlenschutzbehan@dlung unterzogene Gewebe wird sodann in Gegenwart von Luft von 20 C der Einwirkung einer Gamma-Strahlungsquelle (C0-60) während 20 Sekunden unterworfen, so dass eine Gesamtdoisis von etwa 2,5 X 106 Röntgen ein- ,ges;trahlt wird. Darauf wird das. Gewebe mittels eines Wärmeluftstromes während etwa 10 Minuten auf 40 C erhitzt. Das so erhaltene Gewebe, dessen Quell- barkeit in Kupferoxydammoniaklösungen reduziert ist, weist eine gegenüber dem Ausgangsmaterial stark erhöhte Scheuerfestigkeit auf.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von cellulosehaltigem Textilgut mit Hilfe ionisierender Strahlen, dadurch gekennzeichnet, dass .ein gegebenenfalls modifiziertes cellulosehaltigcs Textilgut in Abwesenheit eines Modifizierungsmittels für die Collulos,e während und/oder nach der Be- strahlung zum Zwecke einer Vernetzung von C,Atomen der Molekülketten auf mindestens 300C erwärmt wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahen nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung des Textilgutes in Abwesenheit von Luftsauerstoff, z. B. im Vakuum oder in einem inerten Gas, erfolgt.2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Textilgut der Einwirkung ionisierender Strahlung während einer Dauer zwi schen 10 Sekunden und 4 Stunden ausgesetzt und eine totale Strahlungsdosis von 103-107 Röntgen ein gestrahlt wird.3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Textilgutes auf eine Temperatur zwischen 50 und 80 C erfolgt. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Textilgutes unmittelbar nach der Bestrahlung erfolgt.5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Textilgutes einige Stunden bis einige Tage nach der Bestrahlung erfolgt.6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung und Erwärmung gleichzeitig erfolgen. 7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass topochemisch verändertes Textil gut der Bestrahlung und Erwärmung unterworfen wird.B. Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer aromatischen Ver- bindung, welche in o-, m- oder p-Stellung zur Ver bindungsstelle mit der Cellulosekette einen alipha- tischen Swbstituenten mit einem sekundären C-Atom trägt, insbesondere p-Isopropylbenzoylchlorid,be handeltes Textilgut der Bestrahlung und- Erwärmung unterworfen wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass cevlulosehaltiges Textilimaterial, welches mit MeUhansul'fonylchlorid vorbehandelt wurde, der Bestrahlung und Erwärmung unter worfen wird.PATENTANSPRUCH 1I Ceillulosehaltiges Textilgut mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, erhalten nach dem Ver fahren gemäss Paitentanspruch I.
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