CZ255596A3 - Fiber treatment - Google Patents

Description

1 2.-ΓΤΤ Ošetření vlá álj en u S3<

> CT o ~Zi > Ό

Oblast techniky < — Cl CJ O < tO' <T>

σ o GDt O f cr: rc cc

Vynález se týká způsobů zlepšení vizuálního vzhledu lyoceilových textilií.

Je známo, že chemicky vyrobené celulcsové vlákno lze vyrobit vytlačováním roztoku celuiosy ve vhodném rozpouštědle do koagulační lázně. Příklad takového způsobu je uveden v patentovém dokumentu US-A-4'246 221. Celulosa se rozpustí v rozpouštědle, jakým je například terciální amin-N-oxid, například N-methylmorfolin-N-oxid. Výsledný _ roztok .se. násjednš... ..pxotl.a.čuj.e. skrze vhodnou vytlačovací trubici do vodné lázně za vzniku sestavy vláken, která se promyje vodou , čímž se odstraní rozpouštědlo, a následně se vysuší. Tento postup se označuje jako „zvlákiíování v rozpouštědle" a celulosové vlákno vyrobená tímto způsobem se označuje jako celulosové vlákno „předené v rozpouštědle" nebo jako „lyocellové vlákno". Lyocellové vlákno se odlišuje od celulosových vláken vyrobených jinými známými způsoby, které jsou založeny na vyrobení rozpustného chemického derivátu celuiosy a jeho následném rozložení vedoucím k opětné izolaci celulózy, například viskózový způsob. Výraz „lyocellové vlákno", jak je zde použit, znamená celulosové vlákno získané způsobem zvláknování v organickém rozpouštědle obsahujícím v podstatě směs organických chemických složek a vody, přičemž samotné zvláknování v organickém rozpouštědle zahrnuje rozpuštění celuiosy v organickém rozpouštědle za vzniku roztoku, který se spřede do

* 2 vlákna bez vytvoření derivátu celulosy. Výrazy . „celulosové vlákno předené v rozpouštědle" a „lyocellové vlákno", jak jsou zde použity, jsou synonymy. Vyraz „lyocellová příze", jak je zde.použit, znamená přízi, která obsahuje lyocellové vlákno samotné nebo v t kombinaci s dalším typem nebo typy vláken. Výraz .„lyocellová textilie", jak je zde použit, znamená textilii tkanou nebo pletenou z přízí, z nichž alespoň · některé jsou lyocellové příze.

Vlákna mohou vykazovat tendenci fibrilovat, zejména pokud jsou vystavena mechanickému namáháni v mokrém stavu. K fibrilaci dochází v případě, že se struktura vlákna přetrhne v jeho podélném směru, tak, že se z vlákna částečně oddělí jemné fibrily a poskytnou tak uvedenémi vláknu a pletené nebo tkané textilii, ve. které je toto vlákno obsaženo, chlupatý vzhled. Barvená textilie obsahující fibrilované vlákno má tendenci mít „ojíněný" vizuální vzhled (tj. má změněný barevný odstín), což může být esteticky nežádoucí. Dá se předpokládat, že fibrila.ee je způsobena mechanickým oděrem vláken během jejich ošetření v mokrém nebo nabobtnalém stavu. Způsoby ošetření za mokra, například barveni, vystavují vlákna nevyhnutelně mechanickému oděru. Vyšší teploty a delší doba ošetřeni vedou obecně ke vzniku vyššího stupně fibrilace. Ukázalo se, že lyocellová vlákna jsou mnohem citlivější, co se týče oděru, než ostatní typy celulosových vláken, zejména než bavlna, u níž je tendence fibrilovat velmi rralá. Cílem vynálezu je tedy poskytnout barvenou lyoceilovou textilii, která by nevykazovala „ojíněný" vzhled, a to ani po opakovaném praní v pračce. Toto zlepšení se bude dále označovat jako zlepšení barevných vlastností lyocellové textilie. Výraz „barevné vlastnosti", jak je zde použit, je třeba odlišit od výrazů „ rovnoměrná obarvitelnost" a „egální vybarvení", které se v daném 3 oboru běžně používají. Rovnoměrnost vybarvení se zpravidla opakovaným praním nemění. Bavlna je přírodní vlákno a jeho obarvitelnost se mění vlákno od vlákna. Na druhé straně lyocelíová tyf- vlákna se vyrábí řízeným výrobním procesem a vykazují tedy . ..rov.noměrnou. .-...ob.ar.v.i.teIn.o.st. . .Bavlna. .n.e.fi.b.ril.uj.e. ...a.. . _její.. .b.ajie.vjíé.. vlastnosti se tedy během zpracování nebo praní nemění. Barevné vlastnosti známých iyocelIových textilií mohou měnit barevné vlastnosti v závislosti na typu ošetření, kterému jsou podrobeny,. Opakované praní je například jednou z příčin fibrulace a zhoršeni barevných vlastností lyocellové textilie, přičemž enzymatické ošetření (ošetření pomocí ceiulášy) odstraňuje fibrily a obecně zlepšuje barevné vlastnosti textilie.

Známý stav techniky

Mnoho let je· již znám způsob zpracování vláken, podle'kterého jsou bavlněná vlákna, zejména , ve formě příze nebo textilie, vystavena procesu označovanému jako mercerování. Mercerování spočívá v ošetřeni vláken silnou alkálií, zpravidla vodným hydroxidem sodným, následném propláchnuti vodou a ředěnou kyselinou, jejímž úkolem je odstranit uvedenou alkálii, a vysušení.

Bavlněná příze a textilie mohou být během ošetření příze nebo textilie zásadou drženy v napnutém stavu. Důvody mercerování jsou následující: (1) zvýšení vydatnost barviva při barvení nebo potisku, (2) zlepšením snadnosti údržby textilie, (3) zvýšení lesku vláken (pokud se bavlna drží během mercerování v napnutém ► stavu) a (4) dosaženi rovnoměrnější obarvitelnosti. Bavlněná vlákna jsou potažena minerálními vosky a pektiny, které se odstraňují právě ošetřením pomocí vodné zásady. Odstraňování těchto nečistot zvyšuje absorpční schopnost a prijímatelnost barviva u 4 bavlněných vláken. Pokud bavlna obsahuje vysoký podíl tenkostěnných nezralých vláken, dojde při mercerování k nabobtnání těchto vláken a k jejich vydatnějšímu zbarvení, než u vyzrálých vláken, což napomáhá rovnoměrnému zbarvení.

Je dobře známo, že chemicky vyrobená celulosová vlákna jakými jsou například vlákna umělého viskosového hedvábí a měcfnaíáho hedvábí, mají přirozeně vysokou schopnost přijímat barvivo a vysoký lesk, obecně vyšší než bavlna. Rovněž je známo, že tato hedvábná vlákna neobsahuji žádná neceluíosové voskové příměsí a že hedvábná vlákna jsou mnohem méně odolná .proti působení hydroxidu sodného, než bavlna. Pokud se hedvábné vlákno merceruje zajpoužiti 10 až 30 hmotnostních-procent vodného hydroxidu sodného, což je množství, které by se mělo použít' v “případe bavlny, vlákna ztvrdnou, stávají se lámavější, ztratí lesk a mohou se částečně v uvedeném merceračním roztoku rozpustit. Pokud se hedvábná textilie napuštěná takto silným roztokem hydroxidu sodného promyje vodou, stane se nabobtnalou a «r ztrácí téměř veškerou svou pevnost, což má za následek to, že tato ή textilie velmi snadno podlehne mechanickému poškození.

Podstata vynálezu Cílem vynálezu tedy je poskytnout způsob zlepšení barevných vlastnosti lyocellového vlákna, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje mercerování vlákna.

Lyocellové vlákno může být podrobeno mercerování ve formě staplového vlákna, koudele, - kontinuálních vláken, spřádané příze nebo lyocellové textilie, přičemž jako výhodné se jeví mercerování lyocellové textilie. 5 5 vání nebWíyocellové ''textilie, přičemž jako se jeví lyzSceilbvé textpíe.

Typický mercerační postup bavlněné příze nebo textilie zahrnuje: (1) smáčení bavlny roztokem žíravého Xnatronu (hydroxidu sodného, 10 až 30, častěji 20 až 25 hm.% hydroxidu sodného ve vodě) při'teplotě okolí nebo mírně zvýšeně teplotě, například až při teplotě přibližně 35°C; (1a) případné promytí bavlny vodou; (2) okyselení naředěným vodným roztokem kyseliny (například az 3, výhodně 1 až 3 hm.% anorganické kyseliny, jakou je například kyselina sírová nebo chlorovodíková, nebo organické kyseliny, jakou je například kyselina octová; (3) promytí jednou nebo.. několikrát . vodou za účelem odstranění kyseliny; konečná proplachovací lázeň muže případně obsahovat lehce alkalické zmékčovadlo, jehož úkolem je neutralizovat poslední stopy kyseliny; a (4) sušeni bavlny, například ve vzduchovém sušáku po dobu 15 až 20 minut při teplotě přibližně 120*0, nebo jiným běžně používaným způsobem.

Podobné podmínky a vybavení jsou vhodné pro lyocellové vlákno. 6 6

*

Velkým překvapením je, že pro lyocellové vlákno, které je chemicky vyrobeným ceiulosovým vláknem, může být ošetření silnou zásadou v merceračním procesu postačující. U ostatních chemicky vyrobených celulosových vláken, například vláken vískozového hedvábí nebo měďnatého hedvábí, dochází za těchto podmínek k vážnému poškozeni.

Lyocellové vlákno ošetřené způsobem podle vynálezu může být následně barveno známým způsobem pomocí barviv určených na celulosu. Barvená lyocellová textilie, obsahující* vlákno, ošetřené způsobem podle vynálezy má dobré barevné vlastnosti a uchovává si tyto vlastnosti i při opakovaném praní. U této textilie je mnohem méně patrný „ojíněný" vzhled v porovnání s textilií vystavenou stejným zpracovatelským krokům, ale s vynecháními merceračního ošetření podle vynálezu.

Procedury, ve kterých se lyocellové vlákno ošetří různými chemickými reakčnimt činidly, například siťovacím činidlem, která redukují stupeň fibrilace a/nebo tendence vláken fibrilovat, jsou obecně známé. Tyto procedury zpravidla způsobují zlepšení barevných vlastnosti tohoto vlákna. Avšak tyto procedury mohou mít určité nedostatky spočívající v tom, že zlepšeni barevných vlastností, kterého se dosáhlo právě pomocí těchto procedur, není trvalé. Barevné vlastnosti uvedeného vlákna se mohou zhoršovat například během opakovaného praní. Kromě toho, tyto známé procedury mohou zhoršit obarvitelnost nebo fyzikální vlastnosti vlákna. Způsob podle vynálezu má výhodu oproti těmto známým procedurám, která spočívá v tom, že zlepšené barevné vlastnosti dosažené tímto způsobem jsou trvalé i v průběhu opakovaného praní a mercerované vlákno má dobrou obarvitelnost a dobré fyzikální vlastnosti. Lyocellová textilie obsahující lyocellové vlákno

7 ošetřené způsobem podle vynálezu vykazuje charakteristickou atraktivní spíývavost a měkkost na omak, která je lyocellovým textiliím vlastní. Důvod .. zlepšení.. barevných vjastnostj, kterého, se dosáhlo

V způsobem podle vynálezu, není dostatečně ozřejměn* Nemercerované a mercerované vzorky lyocellových textilií se pod mikroskopem jeví dost podobně, zejména co se týče jejich stupně fibrilace, za předpokladu, že byly jinak zpracovány stejným způsobem zajpoužití shodných zpracovatelských kroků a podmínek.

Lyoceliové vlákno nebo textilie, zejména textilie, ošetřená způsobem podle vynálezu^, mohou být následně ošetřeny známým způsobem spočívajícím v ošetření vodným roztokem celulósového enzymu, jehož úkolem je odstranění fibrii z textilie. V současnosti je komerčně dostupná celá řada celulásových preparací vhodných pro ošetření celulosových textilií. Mercerování zpravidla činí celulosové textilie tvrdšími na.omak, přičemž se překvapivě zjistilo, že právě ošetření mercerované textilie celulásovou preparací tyto textilie zmškčujefa to v neočekávaně velkém rozsahu.

Stupeň fibrilace lyocellových vláken, a textilií může být posuzován na základě následujících testovacích metod:

Testovací metoda (stanovení fibrilace) V daném oboru neexistuje žádná univerzálně přijatá standardní metoda pro určování fibrilace. Pro stanoveni v rámci vynálezu bude použita následující metoda, která stanovuje tzv.. Fibrilační index' (F.I.), Vzorky vláken se uspořádaly do sérií,, δ ukazujících vzrůstající stupeň fibrilace. Potom se změřila standardní délka vlákna pro každý vzorek -a sečetl počet fibril ( jemných chlupů/Vybíhajících z hlavního těla vlákna) podél jeho standardní délky. Změřila se délka každé řibrily a pro každé vlákno se určil smluvený počet, kterým je počet fibril vynásobený průměrnou délkou každé fibrily. Vlákno vykazující nejvyšší hodnotu se potom identifikovalo jako nejvyšší měrou fibrílované vlákno a přiřadil se mu fibrilační index 10.. Zcela nefibrilované vlákno mělo potom fibrilační index 0 a zbývající vlákna se rovnoměrně uspořádala mezi tyto mezní hodnoty fibrilačního indexu v závislosti na jejich mikroskopicky změřených výše specifikovaných smluvených číslech.

Takto změřená vlákna se následně použila k vytvoření ¥tari"da’rtní""stupnice* Pro stanovení fibrilačního indexu libovolného dalšího vzorku vlákna^ se pod mikroskopem vizuálně porovnalo pět nebo deset vláken s vlákny již vytvořené standardní stupnice. Vizuálně určené počty pro každé vlákno, se následně zprůměrovaly, čímž se získal fibrilační index pro daný testovaný, vzorek. Je zřejmé, že vizuální stanovení a zprúměrování je mnohem rychlejší, než měření, a navíc se dá konstatovat, že je i přesné vzhledem ke zjištění, že odborníci v daném oboru se ve svých stanoveních fibrilačních indexů vláken při použití této metodou shodovali.

Fibrilační index textilií lze určovat na vlákéi·", .vytažených z povrchu textilie, Tkané a pletené textilie mající fibrilační index vyšš^než přibližně 2 až 2,5 vykazují nehezký vzhled.

Vynález bude dále objasněn pomocí následujících příkladů, které však mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují 9 rozsah vynálezu, jenž je jednoznačné vymezen přiloženými patentovými nároky. Všechna množství a koncentrace (použité v následujících příkladech f je třeba považovat za hmotnostní, pokud není stanoveno jinak. Příklady provedení vynálezu Příklad 1

Kousek 2x1 keprové textilie (190 g/m2)/utkané ze 100% příze Tencel 20 tex (vlákno 1,7 dtex) se připravil tak, že se v rozvinutém stavu vypíral při teplotě 90*C pomocí' uhličitanu sodného a aniontového detergentu a následné se při teplotě 1403C sušil v bubnové sušičce. (Tencel je obchodní označení Courtaulds Fibers (hojťílding.s) pro lyoceli). 2a účelem mercerování se vzorek textilie na dobu 45 sekund ponořil při pokojové teplotě do 14% vodného roztoku hydroxidu sodného a mandloval za vzniku 70% přírůstku. Textilie se propláchla, ve vodě při teplotě 95°C, neutralizovala, ve vodě obsahující 1 ml/I kyseliny octové, opět propláchla a vysušila.

Takto ošetřené (mercerováná) textilie se barvila společně se vzorkem neošetřené textilie v rotačním laboratorním barvícím stroji za použiti lázně obsahující 4% barvivo, označené jako Procion Blue HE-GN (Procion je obchodní označení Zeneca plc), 80 g/l Glauberovi soli a 20 g/l kalcinované sody. Ošetřená textilie získala barvením sytější odstín než neošetřený vzorek.

Oba dva vzorky textilie se následně celkem 5krát vypraly při 60°C a vysušily v sušičce. Vzhled ošetřeného vzorku byl mnohem méně ojíněný než vzhled neošetřeného kontrolního

Claims (1)

10 vzorku. Pod mikroskopem se fibriiy ošetřeného vzorku jevily kratší, než fibriiy kontrolního vzorku a působily tak, jako by se držely nebo byly přilepené k hlavní části (tělu) vlákna. Ze vzorků textilie se izolovala vlákna ^určená pro stanovení fibrilačního indexu výše popsanou metodou. Fibrilační index vláken z neošetřeného kontrolního vzorku a vzorku ošetřené textilie byly 5,2,resp. 3,1. Vzhled mercerované textilie byl navzdory relativně vysokému fibrilačntmu indexu postačující. Příklad 2 ]H Vzorek textilie Tence!, který se použil v příkladu 1, se ošetřil é (mer-cerov-aí)-a-barvi! -stejně,jako -ve zmírněném přífcladiriys''výjTrnkou' toho, že se pro mercerováni použil 25% roztok hydroxidu sodného. Ošetřený vzorek a neošetřený kontrolní vzorek se jednou vypraly. Po tomto vyprání se pozorováním zjistilo, že u neošetřeného vzorku je fibrtlace evidentnější. Vzorky obou textilií se následně-ponořily do vodného roztoku , obsahujícího 3 ml/l Primafasíu 100. (celulasová preparace dostupná od společnosti Genencor>,<Pr!nnafast je její obchodní označení) při pH 5,0 po dobu 60 minut a při teplotě 55eC s cílem odstranit fibriiy, propláchly a vysušily. Potom se oba dva vzorky pětkrát vypraly způsobem, popsaným v příkladu 1. Fibrilační index vláken izolovaných z obou vzorků textilie byl 2,0. Nicméně vizuální vzhled ošetřeného vzorku byl mnohem čistší a méně ojíněný, než vzhled neošetřeného kontrolního vzorku. Na omak oba vzorky působily velmi měkce. Vzorek mercerované a celulásou ošetřené textilie působil na omak mnohem měkčeji(než vzorek, který nebyl ošetřen celulásou.