Verfahren zum Schrumpffestmachen von aus Wolle bestehendem oder Wolle enthaltendem Gut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zhm Schrumpffestmachen von aus Wolle bestehendem oder Wolle enthaltendem Textilgut, bei dem das Gut kontinuierlich mit halogenhaltigem Oxydationsmittel und Säure behandelt wird.
Materialisn auf Basis von Wolle, die in kontinuierlicher Form vorliegen, sind unter anderem Garne, Kammzüge, gewobene und gewirkte Gebilde, die aus Wolle bestehen oder Wolle enthalten. Auch durch Zusammennähen von gewirkten Teilen, wie Socken, zu einer Bahn kann ein kontinuierliches Gebilde erhalten und nach der Behandlung wieder in seine Teile getrennt werden.
Zum Schrumpfbestiändigmachen von Wolle sind schon Verfahren bekannt, bei denen ein Halogen enthaltendes Mittel auf die Wolle zur Einwirkung gebracht wird. Das Aussehen des behandelten Gutes hängt vom pH-Wert der Behandlungslösung ab. Bei Verwendung von Alkalidichlorisocyanuraten lösen sich diese normalerweise in Wasser zu einer Lösung mit einem pH von über 6. Diese Lösungen sind zwar relativ stabil, verleihen jedoch der damit schrumpfbeständig gemachten Wolle eine unerwünschte, stark gelbe Färbung. Wenn jedoch in der Lösung eine genügende Menge eines Wasserstoffionen liefernden Materials vorhanden ist, um den pH der Lösung z. B. auf 2,0-4,0 zu vermindern, tritt keine Gelbfärbung auf. Bei diesen pH-Werten bilden die Dichlorisocyanurat-Lösungen bei längerem Stehen Niederschläge und verlieren Chlor.
Die Verwendung grosser statischer Bäder mit diesen Komponenten bei pH-Werten, die eine Gelbfärbung verhindern, ist daher schwierig und gefährlich. Ähnliche Schwierigkeiten tre ten bei den Alkalihypochloriten auf, die gleichfalls in wässriger Lösung zum Schrumpffestmachen von Wolle verwendet werden können.
Im französischen Zusatzpatent Nr. 82 350 zum Hauptpatent Nr. 1 281 414 ist zur Vermeidung der Verfärbung beim Schrumpffestmachen von Keratinfasergut vorgeschlagen worden, das Gut kontinuierlich in einer ersten Stufe zunächst in einem ersten Bad mit einer wässrigen, annähernd neutralen Flotte zu behandeln, die ein Alkalimetallsalz der N-Dichlorisocyanursäure sowie gegebenenfalls ein Netzmittel enthält, und dann in einer nächsten Stufe in einem zweiten Bad einer Säurebehandlung zu unterziehen.
Abgesehen davon, dass die Verwendung von mehr- ren Bädern einen entsprechend höheren Aufwand bedeutet, muss man das Gut zwischen den Bädern soweit als möglich abquetschen, um eine Veränderung des folgenden Bades durch die aus dem vorangehenden Bad von dem Gut mitgeführte Flüssigkeit möglichst gering zu halten. Dies bedeutet, dass die Behandlung des Gutes mit dem Oxydationsmittel des ersten Bades praktisch nur während des Verweilens des Gutes im ersten Bad erfolgen kann, so dass dieses entsprechend gross dimensioniert sein und eine entsprechend grosse Menge Flobte enthalten muss.
Das Verfahren gemäss der Erfindung soll die oben genannben Nachteile und Beschränkunen der bekannten Verfahren vermeiden. Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man das Gut mit einer wässrigen Mischung, die a) Netzmittel, b) halogenhaltiges Oxydationsmittel und c) eine Säure oder ein saures Salz in einer Menge enthält, die ausreicht, um den pH-Wert der Mischung auf unter 5 zu senken, und wobei das Anion der Säure oder des sauren Salzes von Peroxygruppen frei und in bezug auf das halogenhaltige Oxydationsmittcl inert ist, imprägniert, abquetscht und anschliessend verweilen lässt bis das halogenhaltige Oxydationsmittel mit der Wolle reagiert hat, wobei bemessene Mengen wässriger Lösungen des halogenhaltigen Oxydationsmittels und der Quelle für Wasserstoffionen in die wässrige Behandlungsflüssigkeit eingespeist werden,
um eine praktisch konstante Zusammensetzung aufrechtzuerhalten, und die Mengen auf das Mass der Flüssigkeitsaufnahme durch das behandelte wollene Gut so abgestimmt sind, dass das Flüssigkeitsvolumen praktisch konstant bleibt und eine vollständige Flüssigkeitserneuerung in 1-15 Min. erfolgt.
Vorzugsweise wird der pH der Lösung auf zwischen 2,5 und 4,5 vermindert.
Obwohl das erfindungsgemässe Verfahren verschicdenartig und mit verschiedenen Halogen enthaltenden Mitteln durchgeführt werden kann, wird es vorzugsweise zur Behandlung von Wolle mit Natrium- und Kaliumdichlorisocyanuraten angewendet. Die Art der Veränderungen, die beim Behandeln einer wässrigen Lösung dieser Salze mit Wasserstoffionen auftreten, ist noch nicht vollständig geklärt. Es ist jedoch anzunehmen, dass unter anderem das Alkalimetallion im Dichlorisocyanurat-Molekül durch Wasserstoffionen ersetzt wird und dass dann eine Isomerisierung des Dichlorisocyanurat-Moleküls erfolgt. Es ist anzunehmen, dass das zur Verfügung stehende Chlor von einer iso meris,erten Form der Dichlorisocyanursäure stammt.
Die Säure bzw. das saure Salz kann eine Mineralsäure, wie Salzsäure oder Schwefelsäure, eine starke organische Säure, wie Trichloressigsäure, oder ein saures Salz einer starken mehrbasischen Säure, wie Natrium- oder Kaliumhydrogensulfat, sein. Die Säure oder das saure Salz darf jedoch keine Peroxygruppen enthalten, da derartige Verbindungen an sich schon Oxydationsmittel sind, die mit Wolle reagieren und ihre Verwendung besondere Probleme bedingt. So fällt z. B. die Verwendung von Permonoschwefelsäure oder Peressigsäure nicht unter das vorliegende Verfahren.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden zweckmässigerweise zwei Flüssigkeitsvorratsbehälter verwendet, die jeweils eine wässrige Lösung des halogenhaltigen Mittels bzw. eine wässrige Lösung der Quelle für Wasserstoffion enthalten. Eine der oder beide Lösungen kann bzw. können ein Netzmittel enthalten. Obwohl beliebige Netzmittel verwendet werden können, sind anionische oder nichtionische Netzmittel bevorzugt. Diese beiden Lösungen werden in bomessenen Mengen erst kurz vor dem Auftragen auf das behandelte wollene Gut vermischt. Die Konzentrationen der beiden Lösungen und ihre Mischungsverhältnisse sollten so gc- wählt sein, dass der pH der Mischung'unter 5, insbesondere zwischen 2,5 und 4,5 und besonders bevorzugt zwischen 2,5 und 3,5 liegt.
Da die entstehende Lösung nicht stabil ist, sollte diese Vermischung erst kurz vor der Verwendung der entstehenden Flüssigkeit erfolgen. Niedrigere pH-Werte, wie 0,5 oder 1,0, sind zulässig, jedoch nicht erforderlich.
Gemäss einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird das wollen Gut mit einer bestimmten Menge der Behandlungsflüssigkeit dadurch versehen, dass das Gut durch ein Bad geringer Kapazität geführt wird, wobei das Bad aus den oben genannten Vorratsbehältern mit Flüssigkeit versorgt wird. Die aus den beiden Behältern kommenden Flüssigkeiten werden vorzugsweise auf ihrem Weg zum Behandlungsbad gemischt. Das benetzte Material wird dann praktisch sofort in den Spalt eines Paares von Präzisionswalzen geführt, die am Ausgang des Bades angeordnet sind.
Der Spalt dieser Walzen wird dabei so eingestellt, dass sichergestellt ist, dass das durchlaufende wollene Gut in seinen Zwischenräumen ein Volumen der Behandlungsflüssigkeit zurückhält, das eine ausreichende Menge des halogenhaltigen Mittels für eine in bestimmter Zeit erzielbare vorbestimmte Schrumpfbeständigkeit enthält.
Nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes wird das Flüssigkeit enthaltende Gut über und unter Walzen geführt, oder auf ein imprägnicrtes Fördertuch gebracht, oder auf andere Weise mit der Flüssigkeit während einer ausreichenden Zeitspanne in Kontakt gehalten, so dass die gesamte Halogen enthaltende Substanz oder ein vorbestimmter Anteil derselben, der zum Erzielen der gewünschten Schrumpfbeständigkeit ausreicht, mit den Wollfasern reagiert. Die Aufnahme der wässrigen Behandlungsflüssigkeit am Walzenspalt kann 50-250, vorzugsweise 100-150 " des Wollgewichtes ausmachen.
Es ist zu bemerken, dass die Aufenthaltszeit oder Tauchzeit im Bad praktisch nur dazu ausreichen soll, um eine vollständige Benetzung des Gutes mit der wässrigen Behandlungsflüssigkeit des Bades zu erzielen.
Eine bevorzugte Aufenthalts- oder Tauchzeit der Wolle im Bad beträgt 1-2 Sek. Dies ist für ein genügendes Eindringen und Benetzen ausreichend, gcnügt jedoch nicht für eine erhebliche Erschöpfung der Badflüssigkeit.
Die Konzentration der Flüssigkeit im Bchandlungsbad bleibt während des Verfahrens praktisch gleich wie die der eingespeisten Flüssigkeit. Ein Bad mit einer Kapazität von 4-9 Litern ist in d.r Rcgel ausreichend, obwohl auch etwas kleinere oder grössere Bäder, je nach Art der Umstände, wie dem Mass der Flüssigkeitsentnahme aus dem Bad, verwendet werden können. Es ist wesentlich für das erfindungsgemässc Verfahren, dass das Volumen der in das Bad eingelassenen Flüssigkeit auf das Mass der Aufnahme der Flüssigkcit durch das durch das Bad hindurchgehende wollene Gut abgestimmt ist, so dass in einem Zeitraum von 1-15 Min. eine vollständige Erneuerung der Badflüssigkeit erfolgt. Vorzugsweise beträgt die Zeit bis zu einer vollständigen Erneuerung weniger als 10 Min.
Es wurde gefunden, dass diese Zeitspanne für einen erheblichen Chlorverlust aus der Behandlungsflüssigkeit vor dem Kontakt mit dem wollenen Gut nicht ausreicht. Dementsprechend nimmt das Material beim Hindurchgehen durch das Bad eine gesteuerte Menge praktisch frischer Flüssigkeit auf. Unter den angegebenen Bedingungen können allfällige Fremdstoffe in dem wollenen Gut, wie Kämmöle, wie sie in Kammzügen vorhanden sind, nicht in das Bad gelangen, sich dort ansammeln und die Reaktion stören. Demzufolge kann eine viel genauer standardisierte behandelte Wolle mit einem vorhersagbaren Grad an Schrumpfbeständigkeiti erzielt werden.
Allfällige, zufällig vorhandene Salze aus den verwendeten Reagenzien sowie Salze, die durch Einstellung des pH-Wertes der Lösung des halogenhaltigen Mittels entstehen, werden ebenfalls in die Zwischenräume des Gutes eingeführt und stellen daher ebenfalls einen praktisch konstanten Faktor dar, sofern sie bei den gegebenen Konzentra tonen überhaupt eine Wirkung auf die Schrumpffestbehandlung ausüben.
Wie schon erwähnt, steht das Volumen der in das Bad eingelassenen Flüssigkeit in Beziehung zu dem Mass der Flüssigkeitsaufnahme durch das behandelte Gut.
Zu Beginn ist das Bad in gewünschtem Mass mit Flüssigkeit der gewünschten Zusammensetzung gefüllt.
Dann wird das Flüssigkeitsvolumen im Bad während praktisch des gesamten Laufes dadurch im wesentlichen konstant gehalten, dass frische Lösung in bemessenen Mengen aus den Vorratsbehältern in solchen Anteilen in das Bad geführt wird, dass die Zusammensetzung des Bades praktisch konstant bleibt. Erst während der letzten Minuten eines Laufes sollte das Flüssigkeitsvolumen im Bad gesenkt werden.
Gemäss einer anderen Ausführungsform des crfindungsgemässcn Verfahrens wird das wollene Gut mit einer gesteuerten Menge der Behandlungsflüssigkeit dadurch versehen, dass das Gut aus einem Tank beidseitig praktisch gleichmässig mit Flüssigkeit besprüht wird. Das Besprühen kann mittels einer Beschickungsvorrichtung crfolgen, die auf beiden Seiten des nach oben gegen einen Walzenspalt laufenden Gutes angebracht ist. Der Tank wird mit Flüssigkeit aus den oben erwähnten Vorratsbohältern versorgt und es sind Vorrichtungen vorgesehen, um den Tank bei Vcrbrauch der Flüssigkeit wieder aufzufüllen. Eine genaue Einstellung und gleichmässige Verteilung der Aufnahme wird dadurch sichergestellt, dass das besprühte Gut in der oben angegebenen Art in den Spalt eines Walzenpaares geführt wird.
Bei dem Natrium- oder Kaliumdichlorisocyanuratsystem mit eingestelltem pH als typisches Beispiel für ein im erfindungsgemässcn Verfahren brauchbaren System wird die wässrige Lösung von Natrium- oder Kaliumdichlorisocyanurat in einem Vorratsbehältcr bei einem pH von etwa 5-6 gehalten, bei welchem die Lösung stabil ist. Der zweite Vorratsbehälter enthält vorzugsweise eine verdünnte Lösung einer Mineralsäure, wie Salzsäure, oder eines sauren Salzes, wie Natriumbisulfat oder Natriumdihydrogenphosphat? oder einer organischen Säure, wie Essigsäure. Eine der Lösungen enthält auch ein Netzmittel. Diese beiden Lösungen werden je nach den Anforderungen gemischt, so dass eine Behandlungsflüssigkeit mit einem pH von 2,5-4,5, vorzugsweise etwa 3,5 entsteht, wobei die Flüssigkeit von der Wolle rasch aufgenommen wird, ehe eine erhebliche Zersetzung erfolgen kann.
Nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes wird eine vorbestimmte Menge der Flüssigkeit mit der Wolle während eines Zeitraumes in Berührung gehalten, der vorzugsweise ausreicht, um mindestens 95 0 des Dichlorisocyanurates auf der Wolle zu erschöpfen. Wegen der kurzen Zeit spanne zwischen der Verminderung des pH-Wertes und der Aufnahme durch die Wolle ist die auftretende Zersetzung vernachlässigbar und stellt in jedem Fall einen während des Betriebes praktisch konstanten Faktor dar.
Ähnliche tXberlegungen gelten auch für ein Alkalihypohalit-System, z. B. wie dies bei Verwendung von Natriumhypochlorit und einer Mineralsäure der Fall ist. Beim Natriumhypochlorit-System mit eingestelltem pH, das für das vorliegende Verfahren verwendbar ist, wird eine wässrige Lösung von Natriumhypochlorit in einen Vorratsbehälter bei einem pH von 8-10 aufbe- wahrt. Bei diesem Wert ist die Lösung stabil. Der zweite Behälter enthält eine verdünnte Lösung einer Mineralsäure, wie unterchlorige Säure, oder eines sauren Salzes, wie Natriumbisulfat, oder einer geeigneten organischen Säure, wie Essigsäure. Eine der Lösungen, vorzugsweise die Säurelösung, enthält ein Netzmittel.
Diese beiden Lösungen werden dann je nach den Anforderungen zur Bildung einer Behandlungsflüssigkeit gemischt, die einen pH von 3,0-5,0, vorzugsweise 3,0A,0 auf- weist, wobei die Flüssigkeit rasch von der Wolle aufgenommen wird, ehe eine wesentliche Zersetzung erfolgt.
Nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes ist in den Zwischenräumen des Materials eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge vorhanden und wird mit der Wolle wäh rend eines Zeitraumcs in Kontakt gehalten, der vorzugsweise für eine mindestens 90 X ige Erschöpfung des aktiven Chlors auf der Wolle ausreicht.
Ein drittes System für das erfindungsgemässe Verfahren enthält ein Alkalipermanganat, z. B. Kaliumpermanganat, ein Alkali- oder Calciumhypoehlorit und eine Säure, wie Essigsäure oder Salzsäure, und zwar in Mengen, die zur Verminderung des pH der Flüssigkeit auf unter 5 ausreichen.
Zum Abschluss der Behandlung werden allfällige Rückstände des Dichlorisocyanurates oder der daraus entstehenden Reaktionsprodukte durch Waschen des behandelten Materials mit Wasser und mit einer verdünnten wässrigen Lösung eines Reduktionsmittels oder Chlorbekämpfungsmittels, wie z. B. Natriumsulfit, gewaschen. Das so behandelte Material wird dann nochmals mit Wasser gewaschen und schliesslich getrocknet.
Beispiel I
10 kontinuierliche Längen von Kammzügen aus Wolle mit einem Gewicht von jeweils 20 g/m werden durch ein Bad geführt, das eine Kapazität von 4,5 Liter besitzt und mit einer wässrigen Lösung gefüllt ist, die 4,5 Ges.,9 Essigsäure, 1,0 % eines nichtionischen Netzmittels ( Tergitol TMN ) und 1,73 % Natriumdichlorisocyanurat enthält. Der pH der Lösung beträgt etwa 3,5. Nach dem Durchlauf wird die Wolle in einen Präzisionswalzenspalt geführt, der so eingestellt ist, dass die Lösungsaufnahme 150 ?; des Wollgewichtes beträgt.
Die Geschwindigkeit der Wolle beträgt 5 m/Min. Dementsprechend laufen jeweils 1 kg Wolle während einer Minute durch Bad und Walzenspalt und nehmen 5 Liter der obigen Behandlungslösung auf.
Das Bad wird durch Einmessen einer Flüssigkeit voll gehalten, die durch Vermischen von 1. 750 cm:l/ Min. einer 9 Ges.% Essigsäure und 2X Tergitol TMN cnthaltenden Lösung und 2. 750 cm:l/Min. einer 3,46 gew. % igen Lösung von Natriumdichlorisocyanurat mit einem pH von 6,4 erhalten ist. Dic Vermischung erfolgt unmittelbar vor der Einführung in das Behandlungsbad.
Nach dem Durchlaufen des Walzenspaltes enthält die Wolle 2,6 , ihres Eigengewichtes an Natriumdichlorisocyanurat mit pH 3,5. Die Wolle wird dann auf ein Fördertuch fallen gelassen, das sich mit solcher Geschwindigkeit bewegt, dass die Wolle 1,5-2,0 Min.
darauf verbleibt. Während dieser Zeit werden mindestens 95 % des Dichlorisocyan,7Jrates erschöpft. Dann wird die Wolle durch folgende Bäder geführt: 1. ein Spülbad aus warmem laufendem Wasser, 2. wässrige 1% ige Natriumsulfitlösung, 3. zwei aufeinanderfolgende Wasserspülbäder. Dann wird die Wolle kontinuierlich im Durchlauf in einer Trockenkammer getrocknet. Probon der behandelten und der nicht behandelten Kammzüge aus Wolle wurden einer Standard-Waschprüfung in einer Dylan Cubex Waschmaschine unterzogen und lieferten folgende Werte: Schrumpfung beim unbehandelten Vergleich 32 %, behandeltes Material 4 %.
Beispiel 2
10 kontinuierliche Längen von Kammzügen aus Wolle mit einem Gewicht von jeweils 20 g/m werden durch ein Bad geführt, das eine Kapazität von 4,5 Liter aufweist und mit einer Lösung gefüllt ist, die 53 cm3/ Liter Natriumhypochloritlösung (15 Gew.% freies Chlor), 18 cm3!Liter konzentrierte Salzsäure und 10 cm:l/ Liter zTergitol TMN enthält. Der pH dieser Lösung beträgt etwa 3. Nach dem Durchlaufen der Lösung wird die Wolle in einen Präzisionsspalt geführt, der für eine Lösungsaufnahme von 150S des Wollgewichtes eingestellt ist. Die Geschwindigkeit der Wolle beträgt 5 m/ Min. Dementsprechend läuft jeweils 1 kg Wolle/Min.
durch das Bad und den Spalt und führt 1,5 Liter der obigen Behandlungslösung ab. Das Bad wird dadurch vollgehalten, dass es mit bemessene Mengen einer Flüssigkeit beschickt wird, die durch Vermischen von 1. 750 cm:VMin. einer Lösung, die 106 cm/Liter Natriumhypochloritlösung (15 Gew. ", freies Chlor) enthält, und 2. 750 cm:;/Min. einer wässrigen Lösung, die 36 cm:s/Liter konzentrierte Salzsäure (36 Gew.,0 HC1) und 20 g/Liter T-ergitol TMN enthält, erhalten ist.
Diese beiden Lösungen sind über lange Zeitspannen stabil und werden erst unmittelbar vor der Verwcndung vermischt.
Da das Bad eine Kapazität von 4,5 Liter besitzt und die Mischung in einem Mass von 1,5 Liter/Min. verbraucht wird, bleibt die Mischung 3 Min. in dem Bad.
Während dieser 3 Min. ist der Chlorverlust aus dem Bad vernachlässigbar. Die Aufenthaltszeit der Wolle im Bad beträgt 1,5-2,0 Sek.
Nach dem Durchlaufen des Präzisionsspaltes wird die Wolle auf ein Fördertuch fallen gelassen, das mit solcher Geschwindigkeit bewegt wird, dass die Wolle 1 Min. darauf verbleibt. Dann wird das Gut durch folgende Bäder geführt: l. Spülbad aus Wasser, 2. wässrige 2% ige Natriumsulfitlösung mit pH 8,5 und 3. zwei weitere Wasserspülbäder. Die Aufenthaltszeit in diesen Bädern beträgt 30 Sek. Dann wird das Gut getrocknet.
Proben aus behandelten und unbehandelten Woll Kammzügen wurden einer Standardwaschprüfung in einer Dylan Cubex Waschmaschine unterworfen und lieferten folgende Ergebnisse: unbehandelte Vergleichsprobe 27S, Schrumpfung, behandeltes Material 5X Schrumpfung.