CH508088A - Verfahren zur Benetzbarmachung von Textilmaterialien - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Benetzbarmachung von Textilmaterialien
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Festkörperoberflächenspannung bzw.



  der Oberflächenenergie von Textilfasern, aus welchem sich die Möglichkeit der Benetzbarmachung deren schwer   benetzbafer    Oberflächen, z. B. durch Wasser, ergibt.



   Es ist bekannt, dass durch Zusatz von Emulgatoren zu Flüssigkeiten, z. B. Wasser, die Oberflächenspannung der Flüssigkeit of erniedrigt und damit ihre Fähigkeit zu benetzen erhöht werden kann. Es wäre denkbar, den gleichen Effekt auch durch Erhöhung der Festkörperoberflächenspannung   o    zu erreichen. Die Möglichkeit, die Oberflächenspannung eines Festkörpers dauerhaft zu erhöhen, wurde jedoch bislang in der Praxis nicht in Betracht gezogen, da dieser Effekt mit der Erhöhung der freien Oberflächenergie verbunden ist.



   Wissenschaftliche Untersuchungen   (P. J. Seil,    Z.



  physik. Chem., Neue Folge 39 [1963] 322; A. W. Neumann und   P. J. Seil,    ibid. 41 [1964] 183;   P. J. Seil    and A. W. Neumann, ibid. 41 [1964] 191) ergaben, dass zwischen den grenzflächenenergetichen Grundgrö ssen, nämlich Festkörperoberflächenspannung   os,    Flüs   sigkeitsoberi lächenspannung      Of    und   Grenzflächenspan-    nungen   USf    zwischen Festkörper und Flüssigkeit eine Zustands gleichung
F   (aSn      af,      Ysf)      O    besteht.

  Auf Grund dieses Umstandes können aus Messungen von experimentell leicht zugänglichen Flüssigkeitsoberflächenspannungen und Randwinkel unter Zuhilfenahme der Youngschen Gleichung    - Y8f = = af cos 6    Festkörperoberflächenspannungen   a    und Grenzflächenspannungen   5f    bestimmt werden. Die Existenz der oben genannten Zustandsgleichung hat unter anderem zur Folge, dass die Auftragung von   os-Werten    gegen cos   vq    bei festgehaltener Flüssigkeitsoberflächenspannung   of    eine Kurve ergibt, welche anzeigt, dass kleinere Randwinkel   72    grösseren Festkörperoberflächenspannungen   a    zugeordnet sind, d. h. dass die Behandlung der Festkörper mit Benetzer die Festkörperoberflächenspannung erhöht.



   Durch die deutsche Auslegeschrift Nr.   1132    329 wurde ein Verfahren bekannt, nach welchem Kunststoff, z. B. Polyäthylen, durch Behandeln mit einer Auf   schlämmung    von kolloidalem   SiOo    in Toluol benetzbar gemacht werden soll. Diese Methode bewirkt eine wenig befriedigende   Benetzbarlceit    für Wasser und wässrige Flüssigkeiten und ist nur bei gewissen Materialien anwendbar.



   Die französische Patentschrift Nr.   1156 506    beschreibt die Vorbehandlung von Cellulosefasern mit der Lösung eines Titanhalogenids, um die Cellulosefasern für nachfolgende Färbungen und Ausrüstungen aufzuschliessen, wobei die Textilfasern im gequollenen Zustand vorliegen müssen, damit die verbesserte Aufnahmefähigkeit hinsichtlich der nachfolgenden Veredelungsmedien gewährleistet ist. In den französischen Patentschriften Nrn.   1175    227 und   1175    228 wird das Aufbringen von anorganischen Metallverbindungen, darunter von Titan, Zinn und Blei, auf Textilfasern und das ionisierende Bestrahlen derselben, unter anderem zwecks Erhöhung der Benetzbarkeit, beschrieben.



   Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein allgemein anwendbares Verfahren, mit welchem Oberflächen von Textilmaterialien aller Art auf einfache Art für Flüssigkeiten, Gase und Dämpfe, die diese Oberflächen normalerweise nicht benetzen, leicht benetzbar gemacht werden können, ohne dass die mit den   Metailverbin-    dungen behandelten Textilmaterialien in gequollenem Zustand vorliegen oder anschliessend bestrahlt werden müssen. Insbesondere lassen sich nach dem erfindungs  gemässen Verfahren hydrophobe Oberflächen für Wasser,   wässrige    Flüssigkeiten, strömende Luft und dergleichen benetzbar machen.



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Benetzbarmachung von Textilmaterialien ist   dadurch    gekennzeichnet, dass man mindestens eine organiche oder anorganische Verbindung eines Elementes der 4. Hauptund Nebengruppe des Periodischen Systems mit Ausnahme von Verbindungen des Kohlenstoffs, Siliciums und des zweiwertigen Zinns auf die Oberfläche der benetzbar zu machenden Textilmaterialien aufbringt, einwirken lässt, abspült und abschliessend trocknet.



   Die Applikation kann beispielweise bei Synthesefasern oder Geweben daraus durch einfaches Aufstreuen und anschliessendes kurzes Erwärmen des Gegenstandes auf eine Temperatur in der Nähe des Schmelzpunktes erfolgen, wonach abgespült und abschliessend getrocknet wird. Ferner können die Verbindungen der Elemente der 4. Haupt- und Nebengruppe in Wasser oder in geeigneten Lösungsmitteln gelöst oder suspendiert auf die zu behandelnden Materialien aufgebracht werden; dies kann z. B. auch unter Zuhilfenahme des elektrischen Stroms, beispielsweise unter geeigneter statischer Aufladung der Oberfläche oder durch mit elektrischen Anziehungskräften arbeitende Sprühverfahren erfolgen.



  Bei der Applikation in wässriger Lösung empfiehlt sich der Zusatz eines Detergens. Als Detergentien können   kationaktive    oder nichtionogene, die Oberflächenspannung erniedrigende Stoffe, z. B. Alkylsulfonate zugesetzt werden. Geeignete nichtwässrige Applikationsmedien sind Alkohole, Ketone, Ester, Äther, Amine oder Gemische daraus. Auch Gemische aus organischen Lö   sungsmitteln    und Wasser kommen in Frage.



   Auch kann man das aktive Mittel auf Synthesefasern mit einem Lösungsmittel, das die Faseroberfläche anlöst, anbringen. Dadurch wird die Haftfähigkeit auf der Oberfläche, verglichen mit der bei Anwendung eines inerten Lösungsmittels erzielbaren Haftfähigkeit, erhöht.



   Zur erfindungsgemässen Benetzbarmachung geeignete Verbindungen sind organische und insbesondere anorganische Verbindungen von Germanium, Zinn   (IV),    Blei, Titan, Zirkon, Hafnium und Thorium.



   Mit vorliegendem Verfahren können insbesondere Fasern aus Polyäthylen, Polypropylen, Nylon und ferner auch textile Glasfasern für Wasser und wässrige Lösungen leicht benetzbar gemacht werden.



   Anorganische Salze der genannten Elemente werden im erfindungsgemässen Verfahren bevorzugt angewandt.



  Gegebenenfalls können Salze von verschiedenen Elementen der 4. Haupt- und Nebengruppe gemischt sowie Ammonsalze zur Wirkungssteigerung zugesetzt wer den. Zur Verhinderung einer Hydrolyse und   zur    Erhöhung des Effektes empfiehlt sich ferner ein Zusatz von schwachen Säuren, wie Weinsäure oder Sulfaminsäure, oder von verdünnter Mineralsäure, wie Salzsäure.



   Das erfindungsgemässe Verfahren zur Benetzbarmachung von schwer benetzbaren Oberflächen für wässrige Flüssigkeiten, Dampf, Luft oder deren Gemisch ist billiger und wirksamer, als die bisher zu diesem Zweck angewandten Verfahren. Man behandelt die benetzbar zu machenden Textilien z. B. durch einfaches kurzes Eintauchen in oder Besprühen mit der die aktive Verbindung enthaltenden Lösung, oder gegebenenfalls unter Verwendung moderner Applikationsmethoden, die mit elektrischer Aufladung der zu behandelnden Oberfläche arbeiten, wonach z. B. ebenfalls durch Eintauchen oder Besprühen, gespült wird. Es kann z. B. mit Wasser, Lösungsmitteln oder schwachem Alkali gespült werden.



  Im Verlaufe dieser Arbeitsweise bildet sich auf der behandelten Oberfläche ein chemisch beständiger   Über-    zug, der sich mechanisch entfernen lässt. Diese Tatsache lässt sich dazu benützen, die Wirkung des er   findungsgemässen    Verfahrens auf Teilen der behandelten Oberfläche rückgängig zu machen. Mechanisch nicht mehr rückgängig zu machende Effekte lassen sich durch Einverleibung der aktiven Verbindungen in die benetzbar zu machende Oberfläche, z. B. auf die vorstehend angedeuteten Arten, erzielen.



   Das erfindungsgemässe Verfahren hat   gegenüber    den bekannten Verfahren auch den Vorteil, dass die danach behandelten Textilgewebe eine erheblich grössere Benetzbarkeit erhalten (bestimmbar nach dem sogenannten  Sinking-Time-Test ). Die erhöhte Benetzbarkeit bleibt auch nach dem Kochen der Gewebe bestehen und ist bei Verwendung von zusätzlichen Waschmitteln entsprechend höher als normal. Daraus ergeben sich besondere Vorteile bei Wasch-, Färbe- und Ausrüstungsprozessen.



  Versuche über die   Untersinkzeiten      ( Sinking-time-test )    von   Synthesefaser7l   
Gewebescheiben aus Nylon,  Crimplene  und 67   Ges.%       Terylene 33      Ges.%     Fibramine  mit einem Durchmesser von 2,7 cm wurden jeweils unbehandelt auf ihre Untersinkzeit geprüft und zum anderen erfindungsgemäss mit dem Benetzer durch Eintauchen behandelt, abgespült und getrocknet (im Excikkator während 24 Stunden bei konstanter Luftfeuchtigkeit).



  Danach wurden in je 10 Versuchen die   Untersinkzeiten    im Wasser bei einer Temperatur von   20C    C gemessen und der Durchschnittswert ermittelt. Als Benetzer wurden im Versuch A eine 2 % ige alkoholische Lösung von Zinndichloriddiacetylacetonat und im Versuch B eine 5 % ige alkoholischwässrige (60: 40) Lösung von   Zfrkoniumacetyiacetonat    verwendet.



     
Behandelt mit
Material Unbehandelt A B   
3,0 sec 4,0 sec Nylon 30 min 2,5 sec 5,0 sec
3,0 sec 4,5 sec
7,5 sec 3,0 sec 1,5 sec     Crimplene >     9,0 sec 3,0 sec 1,0 sec
8,0 sec 3,0 sec 1,0 sec
67   Ges.%     Terylene / 30 min 3,0 sec 2,0 sec   33 Gew.  Fibramine  30 min 4,0 sec 1,5 sec ges.%  Fibramine  3,0 sec 2,0 sec   
Das erfindungsgemässe Verfahren wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1
Dichtes Baumwollgewebe wird bei   Zimmertempe    ratur kurz in eine Lösung aus 100 g Zirkonoxychlorid, 30 g 15 % igem   TiCl,,    60 g Ammoniumchlorid und 0,3 g Alkylsulfonat in 1000 g Wasser eingetaucht, mit Wasser gespült und getrocknet. Man erhält ein gut benetzbares Gewebe. 

  Die Untersinkzeit des unbehandelten Gewebes in Wasser ist etwa das Zwanzigfache der   Sinkzeit des behandelten Gewebes.



   Anstelle der in vorstehendem Beispiel genannten   Behandiungslö & ngen    können unter anderen auch Lösungen folgender Zusammensetzung verwendet werden:
Beispiel 2
100 g Zirkonoxychlorid
1 1 Wasser
1 g Alkylsulfonat
Beispiel 3
100 g Bleiacetat
800 g Wasser
100 g   Äthanol   
150 g lnNaOH
1 g Alkylsulfonat
Beispiel 4
4 g Zirkoniumoxychlorid ZrO Cl gelöst in
750 g Alkohol (96   zu    und 250 g Wasser
Beispiel 5
0,2 g Zirkoniumacetylacetonat   Zr(C5H7O2)4    gelöst in
1000 g Alkohol (96 %)
Beispiel 6
0,6 g   Zinnchioridacetyiacetonat    Sn   Cl4(C5H700)o    in
1000 g Alkohol (96   %)   
Beispiel 7
1,25 g Zinnchloridacetylacetonat Sn   Cln(CÏH702)W)    in
1000 g Chloroform
Beispiel 8
0,5 g  <RTI   

    ID=3.9> Zirkoniumacetyiacetonat      Zr(C5H7Oi.)4    gelöst in
1000 g Chloroform
Beispiel 9
100 g Germaniumdichlorid
80 g Salzsäure
1000 g Wasser
2 g Alkylsulfonat 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Benetzbarmachung von Textilmaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens eine organische oder anorganische Verbindung eines Elementes der 4. Haupt- und Nebengruppe des Periodischen Systems mit Ausnahme von Verbindungen des Kohlenstoffs, Siliciums und des zweiwertigen Zinns auf die Oberfläche der benetzbar zu machen den Textilmaterialien aufbringt, einwirken lässt, abspült und abschliessend trocknet.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die wirksame Verbindung in Wasser in Gegenwart eines Detergens oder in einem organischen Lösungsmittel gelöst aufbringt.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die wirksame Verbindung in einem wässrigen Lösungsmittelgemisch gelöst aufbringt.

   3. Verfahren nach Unteranspruch 1, zur Benetzbarmachung von Synthesefasern, dadurch gekennzeichnet, dass man die wirksame Verbindung in einem Lösungsmittel, das die Fasern anlöst, aufbringt.

   4. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lösung einen zusätzlichen Gehalt an einer organischen oder Mineralsäure aufweist.

   5. Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel Alkohole, Ester, Äther, Ketone, Amine oder Gemische daraus verwendet werden.

   Entgegengehaltene Schrift- und Bildwerke Französische Patentschriften Nrn. 1 156506, 1 175227, 1 175228