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Verfahren zur Modifizierung von Fasern oder Filmen aus natürlichen
oder regenerierten natürlichen Polymeren Um die Anwendungsmöglichkeiten von Textilfasern
tierischer oder pflanzlicher Herkunft, wie Wolle oder Baumwolle, zu erweitern, hat
man versucht, die Eigenschaften dieser Stoffe zu verbessern.
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Das gleiche gilt für künstliche Fasern oder Filme, die aus natürlichen
Polymeren hergestellt werden, z. B. durch Regeneration oder durch chemische Modifizierung.
Obgleich es die Veredelungsverfahren in bestimmtem Umfang ermöglichen, die Eigenschaften
der Endprodukte zu modifizieren, ist es doch erwünscht, die Eigenschaften dieser
Stoffe noch weiter zu verändern.
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Bei der bisher bekannten chemischen Behandlung wird nämlich entweder
nur die Oberfläche der Fasern oder die Substanz chemisch modifiziert. Durch Aufbringung
von Modifizierungsmitteln, wie Leimen oder anderen Verbindungen, die mechanisch
an das Substrat gebunden werden, ist es auch möglich, die Eigenschaften der Fasern
zu verbessern. Nachteilig bei der chemischen Behandlung ist die Änderung der Natur
des Polymeren, wodurch andere Eigenschaften der Fasern und Filme beeinflußt werden.
Ferner werden die chemischen Behandlungen, um wirkungsvoll zu sein, gewöhnlich unter
solchen Bedingungen durchgeführt, da.ß die natürlichen Polymeren schädlich beeinflußt
oder zersetzt werden können.
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Die Erfindung ermöglicht die Modifizierung der Eigenschaften von Fasern
und Filmen, die aus natürlichen oder regenerierten natürlichen Polymeren bestehen
oder diese enthalten, ohne daß die Nachteile der bisher bekannten Modifizierungsverfahren
in Kauf genommen werden müssen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Modifizierung der Eigenschaften
von Fasern oder Filmen aus natürlichen oder regenerierten natürlichen Polymeren,
wie Wolle oder Cellulose, oder deren Derivaten, wie Cellulo:seacetat, das sich dadurch
kennzeichnet, daß das Behandlungsgut in engem Kontakt mit einem organischen Modifizierungsmittel
einer ionisierenden Strahlung unterworfen wird, z. B. dem Beschuß durch eine energiereiche
Korpuskülarstrahlung und bzw. oder einer ionisierenden elektromagnetischen Strahlung.
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Als Ausgangsgut oder Substrat sind Gebilde aus Cellülose, Protein
oder natürlichen Isoprenpo:lymerisaten, z. B. Baumwolle, Flachs, Jute, Hanf, Ramie,
Sisal, Manilahanf, Phormium, Seide, Wolle, Pelze und Haare, ferner Naturkautschuk,
Celluloseacetat und Reyon zu verstehen. Die Erfindung ist somit auch auf Derivate
und regenerierte Formen der genannten Substrate anwendbar, wie regenerierte Cellulose.
Geeignet sind ferner Filme, die aus filmbildenden natürlichen Fetten und Ölen, wie
Tungöl, Leinsamenöl und Oiticicaöl, hergestellt sind. Die Gebilde sollen mindestens
in einer Richtung eine geringe Ausdehnung aufweisen, damit das Verhältnis von Oberfläche
zu Volumen groß ist. So kann das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung auf fasrige
Strukturen, wie endlose Fäden, gesponnenes Garn, Stapelfasern od. dgl. angewendet
werden. Die Erfindung' kann ebenso auf filmartige Strukturen oder gewebte, gestrickte,
verfilzte, verschmolzene oder andere Gebilde angewendet werden. So können die Gebilde
in Form gewebter oder gestrickter Erzeugnisse, von Halbfertigprodukten für industriellen
oder Bekleidungsbedarf, von Verstärkungsmaterial für Verbundstrukturen (z. B. Kord
für technische Gummiartikel, Fasern für Schichtstoffe usw.), von Borsten oder künstlichem
Stroh, endlosen Folien oder Filmen u. dgl-. vorliegen. Ferner können die Gebilde,
wenn es ihre Natur erlaubt, wie z. B. bei Celluloseacetat, in Form feinzerteilter
Teilchen vorliegen, welche, nachdem man das Modifizierungsmittel an sie gebunden
hat, gelöst und durch Trockenspinnen in Fasern geformt werden. Das Modifizierungsmittel
kann auch auf verhältnismäßig glatte fortlaufende Filme, z. B. aus regenerierter
Cellulose, Celluloseacetat oder natürlichem Kautschuk, aufgebracht werden.
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Als modifizierend wirkend kann jede beliebige organische Verbindung
verwendet werden, welche an die betreffenden Gebilde gebunden wird. Es eignen sich
hierfür sowohl niedrigmolekulare als auch hochmolekulare Verbindungen. Die niedrigmolekularen
Verbindungen
können gesättigt oder, vorzugsweise, ungesättigt sein.
Beispiele für geeignete Modifizierungsmittel sind Alkohole, Äther, Mercaptane, Thioäther,
Disulfide, Amine, Amide und Halogenide. Beispiele für Alkohole sind die Alkanole,
wie Methanol, Äthanol, Laurol, für mehrwertige Alkohole Glycerin, Pentaerythrit,
Sorbit, Mannit, ihre Teilester od. dgl. Geeignet sind auch Dialkyläther, wie Dimethyl-,
Diäthyl-, Äthylmethyläther und die Glykoläther, ferner oxyalkyIierte Äther von Teilestern
der mehrwertigen Alkohole, wie Polyoxyäthylenderivate der Fettsäureteilester von
Sorbit, sowie Mercaptane und Thioäther, die den obigen Verbindungen analog sind,
und Disulfide von ähnlicher Natur. Beispiele für Amine sind die Allzylamine, wie
Methylamin, Äthylamin, Hexamethylendiamin und Dodecylamin. Die Amide dieser Amine
mit Säuren, wie Ameisensäure, Adipinsäure, Suberonsäure, Stearinsäure u. dgl., sind
ebenfalls verwendbar. Bevorzugte Halogenide sind die Alkylhalogenide, wie Chlormethan,
Chloroform, Tetrachlorkohlenstofk, Chloräthan, Chloräthylen, Dichlordifluormethan,
Dodecafluorheptylalkohol und ähnliche Verbindungen. Ungesättigte Verbindungen sind
ebenfalls geeignet, insbesondere diejenigen, welche zur Bildung von Additionspolymeren
durch Vinylpolymerisastion verwendbar sind, z. B. Styrol, Methoxydodecaäthylenoxymethacrylat,
Acrylsäureester, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Vinylketone, Vinyläther,
Divinyläther, Acrylnitril, Methacrylnitril, 1,3-Butadien, Isopren, Chloropren, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien,
oder ; Acetylene, wie Phenylacetylen, u. dgl. Andere geeignete ungesättigte Verbindungen
sind Äthylen, Propylen, Allylester, halogen-, schwefel-, stickstoff- oder phosphorhaltige
Vinyle und Vinylsilane. Organische Verbindungen, deren Bindungen leicht aufgebrochen
; werden können, z. B. Kettenabbrecher, sind besonders bevorzugt. Polymeren, die
aus den obengenannten monomeren Verbindungen hergestellt sind, können ebenfalls
für die Zwecke der Erfindung verwendet ,werden, insbesondere Vinylpolymeren.
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Die Konzentration der organischen Verbindung auf de mSubstrat beeinflußt
auch das Ergebnis. Im allgemeinen werden die organischen Modifizierungsmittel auf
das Substrat- in Form von Flüssigkeiten oder Lösungen aufgebracht, wobei die Lösungen
eine verhältnismäßig hohe Konzentration haben. Die Aufbringung kann durch Tauchen,
Imprägnieren, Aufklotzen, Aufsprühen, Dampfkondensation oder in anderer Weise erfolgen.
Es empfiehlt sich manchmal, die überschüssige Flüssigkeit vor der Bestrahlung abzuquetschen.
Man kann auch das Modifizierungsmittel auf dem Substrat niederschlagen, indem man
das Lösungsmittel, in welchem die Verbindung vor der Aufbringung gelöst war, abdampft.
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Diejenigen Eigenschaften, welche in erster Linie nicht eine Funktion
der Oberflächeneigenschaften sind (z. B. Festigkeit, Dehnung, Modul u. dgl.) können
in einigen Fällen bequemer modifiziert werden, irndeni man die Modifizierungsmittel
dem Substrat einverleibt und die Masse dann bestrahlt, um Haftfestigkeit zu erzielen.
Manchmal kann es auch erwünscht sein, dem Substrat ein oder mehrere Modifizierungsmittel
einzuverleiben und ein oder mehrere Modifizierungsmittel auf seine Oberfläche als
Überzug aufzubringen und dann gleichzeitig Haftfestigkeit durch Bestrahlung des
geformten Gebildes zu erzeugen.
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Der Ausdruck »ionisierende Strahlung« bezeichnet Strahlung, welche
ausreichend Energie besitzt, um Ionen zu bilden oder chemische Bindungen aufzuspalten.
Der Begriff umschließt sowohl die Korpuskularstrahlung bzw. Teilchenstrahlung als
auch die ionisierende elektromagnetische Strahlung. Obwohl beide Strahlungsarten
ähnliche Wirkungen haben, sind die Bedingungen der Strahlungsbehandlung sehr unterschiedlich.
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Der Ausdruck »ionisierende Korpuskularstrahlung« bezeichnet im besonderen
die Emission stark beschleunigter Elektronen oder Kernteilchen, wie Protonen, Neutronen,
Alphateilchen, Deuteronen, Betateilchen od. dgl., die so gerichtet werden, daß sie
auf das Behandlungsgut aufprallen. Die geladenen Teilchen können auf hohe Geschwindigkeit
beschleunigt werden, z. B. in einem Hohlraumresonanzbeschleuniger, einem Generator
nach Van de G r a a f f , einem Betatron, einem Synchrotron, Cyclotron od. dgl.
Neutronenstrahlung kann durch Beschuß ausgewählter Leichtmetalltargets (z. B. Beryllium)
mit positiv geladenen Teilchen hoher Energie erzeugt werden. Außerdem kann eine
zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens geeignete Korpuskularstrahlung von
einem Atommeiler oder von radioaktiven Isotopen oder aus anderem radioaktivem Material
natürlicher oder künstlicher Herkunft gewonnen werden.
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Die Korpuskularstrahlung ist zur Behandlung der Substrate in dünnen
Schichten geeignet. Wenn man lediglich die Oberflächenschichten der Fasern oder
Filme modifizieren will, so wendet man deshalb zweckmäßig eine energiereiche Korpuskularstrahlung
an. Für die Oberflächenmodifizierung der Strukturen ist es lediglich nötig, das
Modifizierungsmittel auf die Oberfläche aufzubringen, beispielsweise in Form eines
Überzuges.
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Unter »ionisierender elektromagnetischer Strahlung« wird eine Strahlung
verstanden, die dann entsteht, wenn ein Metadltarget (z. B. Wolfram) mit Elektronen
von hoher Energie beschossen wird. Eine derartig hohe Energie wird den Elektronen
durch Beschleunigungspotentiale von über 0,1 Mev, besonders 0,5 Mev und darüber
(Millionen Elektronenvolt) erteilt. Diese üblicherweise als Röntgenstrahlung bezeichnete
Energie hat eine kurzwellige Grenze von etwa 0,01 A (bei 1 Mev), während die spektrale
Energieverteilung bei größeren Wellenlängen durch das Material des Targets und die
angelegte Spannung bestimmt wird. Röntgenstrahlen von einer größeren Wellenlänge
als 1 oder 2 A werden in der Luft geschwächt, so daß die Strahlung im langwelligen
Gebiet eine praktische Grenze hat. Außer Röntgenstrahlen kann eine- ionisierende
elektromagnetische Strahlung aus einem Kernreaktor bzw. Atommeiler oder aus radioaktivem
Material natürlicher oder künstlicher Herkunft, z. B. Kobalt 60, erhalten werden.
In den letztgenannten Fällen wir_d^diet_rahlung üblicherweise als Gammastrahlungrüezeichnet.
Wenn auch die Gammastrahlung--gch von der Röntgenstrahlung nur hinsichtlich4hrer
Herkunft unterscheidet, so ist doch _ die spektrale -Verteilung der Röntgenstrahlung
von derjenigen der Gammastrahlen unterschiedlich, da die letztgenannte häufig im
wesentlichen eine monochromatische Strahlung ist, was bei Röntgenstrahlen, die durch
Elektronenbeschuß eines Targets erzeugt werden, nicht der Fall ist. Obgleich die
Behandlung unter Verwendung der üblichen Röntgenapparaturen durchgeführt werden
kann, ist der Einsatz radioaktiver Isotopen, z. B. von Kobalt 60, besonders wirtschaftlich.
Die Strahlung, die von Abfallprodukten der Kernspaltung herrührt, wobei gegebenenfalls
die Korpuskularstrahlung abgeschirmt wird, ist ebenfalls wirksam und gibt die Möglichkeit,
ein sonst nutzloses Abfallprodukt zu verwerten.
Die ionisierende
elektromagnetische Strahlung isi in den bevorzugt angewendeten Wellenlängenbereichen
stark durchdringend, so daß sie sich gut zur Behandlung massiver Substrate eignet.
Sie wird auch vorteilhaft für die Behandlung von Materialien angewendet, die in
Form mehrerer Schichten von dünnen Substraten vorliegen. Zum Beispiel können Filmrollen,
Gewebestapel, Garnpackungen, Ballen von Stapelfasern od. dgl. auf einmal bestrahlt
werden.
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Die Bestrahlung des überzogenen Substrates in Gegenwart von Luft oder
Feuchtigkeit kann zu Zersetzungserscheinungen führen. Deshalb ist es oft vorteilhaft,
die zu behandelnden Substrate während der Bestrahlung in einer inerten Atmosphäre
zu halten, z. B. in einem inerten Gas oder in ein Material eingeschlossen, welches
gegen Luft und Wasser undurchdringlich ist, wie Polyäthylenfilm oder Aluminiumfolie.
Es können auch Stoffe anwesend sein, welche eine Schutz- oder Antioxydationswirkung
haben, um eine Zersetzung des Modifizierungsmittels und des Substrates zu verhindern.
Die Temperatur des zu bestrahlenden Behandlungsgutes soll so eingestellt werden,
daß dieses nicht geschädigt wird; geeignet sind Temperaturen bis 150° C oder höher,
während in anderen Fällen 75° C nicht überschritten werden sollen. Manchmal ist
es von Vorteil, die Temperatur mit Hilfe von z. B. Trockeneis unterhalb Raumtemperatur
zu halten.
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Man kann dem zu bestrahlenden Gut Zusätze einve@rleiben, die eine
Schutz- oder Antioxydationswirkung haben, um eine Zersetzung entweder des Modifizierungsmittels
oder des Substrates oder beider durch die Bestrahlung zu verhindern. Beispiele für
Verbindungen dieser Art sind Cystein, Kohlenstoff, Polyäthylenglykole u. dgl. Ferner
kann man dem Behandlungsgut Zusätze einverleiben, welche die Strahlung absorbieren
und auf das Modifizierungsmittel oder das Substrat oder auf beide übertragen, wodurch
die Haftfestigkeit erhöht und der Nutzeffekt der Bestrahlung vergrößert wird. Verbindungen
mit diesen Eigenschaften ähneln den in der Fotografie verwendeten Sensibilisatoren.
Fluoreszenzschirme, welche Calciumwolframat, Zinksulfid oder metallisches Blei od.
dgl. enthalten, sind für diesen Zweck verwendbar. Die fluoreszierenden Stoffe können
in Form von Tafeln verwendet werden, welche mit dem zu behandelnden Gut in Kontakt
gebracht werden, oder sie können dem Modifizierungsmittel einverleibt oder auf das
Substrat aufgebracht oder in diesem verteilt werden.
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Die Bestrahlung kann in einem weiten Temperaturbereich durchgeführt
werden. Tiefe Temperatur vermindert die Neigung zur Oxydation. Die Absorption der
Korpuskularstrahlung hat häufig eine Temperaturerhöhung von etwa 2° C je absorbiertes
Mrep zur Folge. Wenn eine hohe Röhrenstromstärke verwendet wird, um die Absorption
in kurzer Zeit zu beenden, ist es daher ratsam, die durch die Bestrahlung erzeugte
Wärme abzuführen. Kühlung durch Trockeneis ist zufriedenstellend. Im allgemeinen
erhöht die Bestrahlung bei höheren Temperaturen die Geschwindigkeit, mit welcher
die Bindung erfolgt, wodurch für eine gegebene Apparatur bei konstanter Strahlungsdosierung
ein höherer Durchsatz ermöglicht wird. Man kann Temperaturen von etwa -80 bis zu
-I-150° C verwenden. Im allgemeinen ist es empfehlenswert, die Probe in einem Temperaturbereich
von etwa 0 bis etwa 75° C zu halten.
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Für jede beliebige Kombination ist in Abhängig-keit von dem
Modifizierungsmittel und dem festen Substrat die optimale Strahlungsdosierung zu
ermitteln. Bei Teilchenstrahlung ist im allgemeinen eine Dosis von etwa 0,5 Mrep
ausreichend, um die Bindung zwischen Modifizierungsmittel und Substrat einzuleiten.
Vorzugsweise verwendet man eine Dosierung von 2 Mrep. Höhere Dosierungen können
verwendet werden und sind häufig gut brauchbar. Dosierungen jedoch, die so hoch
sind, daß ein merklicher Abbau des Substrates eintritt, sind zu vermeiden. Wollfasersubstrate
können bis auf eine Gesamtdosierung von 80 Mrep bestrahlt werden. Indessen überschreitet
die Dosierung vorzugsweise nicht etwa 60 Mrep. Für Seide ist eine obere Grenze von
etwa -10 Mrep und für Cellulosefasern von etwa 20 Mrep empfehlenswert.
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Bei Anwendung von elektromagnetischer Strahlung sind dieselben Dosierungen,
ausgedrückt in Mr, anwendbar, wenn auch die Behandlungszeit mit der in den Beispielen
beschriebenen Apparatur länger ist.
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Die Teilchen haben zweckmäßig eine ausreichende Geschwindigkeit, um
mehrere Schichten des Materials durchdringen zu können, insbesondere wenn Gewebe
oder Filme behandelt werden sollen. Die notwendige Geschwindigkeit hängt von der
Art der Partikel sowie des Substrates ab. Ein Elektron, welches durch ein Potential
von 1 Mev (Millionen Volt) beschleunigt wird, durchdringt gewöhnlich eine Schicht
von etwa 0,25 cm wirksam. Bei einer Beschleunigung von 2 Mev beträgt die Eindringungstiefe
etwa 0,5 cm. Wenn Oberflächeneffekte besonders wichtig sind, ist es nicht notwendig,
daß der Gegenstand vollständig von der Korpuskularstrahlung durchdrungen wird, so
daß dann eine geringere Beschleunigung angewendet werden kann. Wenn der Oberflächeneffekt
auf beiden Seiten des Substrates hervorgerufen werden soll, muß man dann beide Seiten
des Substrates der Korpuskularstrahlung aussetzen. Hierzu werden die beiden Seiten
entweder gleichzeitig beschossen, oder man unterwirft während der verschiedenen
Durchläufe abwechselnd die eine und dann die andere Seite der Wirkung einer einzigen
Strahlungsquelle.
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In gleicher Weise ist es bei Anwendung einer ionisierenden elektromagnetischen
Strahlung erwünscht, daß der von dem Substrat absorbierte Anteil so groß wie möglich
ist. Da Röntgenstrahlen und insbesondere kurzwellige Gammastrahlen ein hohes Eindringungsvermögen
haben, ist es oft vorteilhaft, eine große Zahl von dünnen Schichten zu einem verhältnismäßig
dicken Stapel zu vereinigen und diesen dann zu bestrahlen. Wenn man z. B. Röntgenstrahlen
verwendet, die durch Elektronen von 2 Mev erzeugt werden, reicht die Eindringtiefe
für Schichtkörper von einer Dicke von gut über etwa 12 mm aus. Längerwellige,
d. h. energieärmere Röntgenstrahlen haben ein geringeres Durchdringungsvermögen,
so daß es in einem solchen Falle notwendig sein kann, die Dicke des Stapels zu verringern.
Die sehr langwelligen (weichen) Röntgenstrahlen sind wegen ihrer geringen EindTingtiefe
zur Erzielung von Oberflächeneffekten wirksam.
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Vor der Behandlung können die Fasern, Fäden oder Filme durch Heiß-
oder Kaltverstreckung orientiert werden. Sie können ferner Füllstoffe, wie Pigmente-,
sowie Polymerisationskatalysatoren u. dgl. enthalten. Nach der Bestrahlung kann
das Behandlungsgut nachbehandelt werden. Häufig tritt an der Oberfläche eine gewisse
Zersetzung ein, deren Produkte jedoch leicht durch Abwaschen mit einem Waschmittel
entfernt werden. Die behandelten Gebilde können gefärbt, gebleicht oder chemisch
umgesetzt werden oder einen Schmiermittelüberzug, Appreturen od. dgl. erhalten.
Das
Verfahren gemäß vorliegender Erfindung ist zur Erzielung von Oberflächeneffekten
auf dem Behandlungsgut sehr geeignet. Es kann auf Fasern, Fäden. Geweben u. dgl.
angewendet werden, um diesen Weichheit, Elastizität, Schrumpfungsvermögen, statische
Neigung, Anfärbbarkeit, Widerstandsfähigkeit gegen das Durchschmelzen von Löchern
und gegen Bildung von fasrigen Bällchen (das sogenannte »pilling«), Hydrophylie.
Saugfähigkeit u. dgl. zu erteilen. Man kann mit Hilfe dieses Verfahrens bestimmte
Eigenschaften der Substrate verbessern bzw. modifizieren, z. B. Festigkeit, Dehnung,
Dehnungsmodul, Kriechfestigkeit, Nachgiebigkeitsverhältnis (Fließverhältni s) ,Erholung
sfähigkeit, Dehnbarkeitserholung, Benetzungseigenschaften, Hochtemperatureigenschaften,
Abrieb- und Ermüdungsfestigkeit, Feuchtigkeitszurückhaltung, Dauerbiegefestigkeit,
Beständigkeit gegen - hydrolytische Zersetzung, Hitzehärtbarkeit, Kochschrumpf,
Trockenreinigungsverhalten, Wärmebeständigkeit, Lichtbeständigkeit, Nullfestigkeitstetnperatur,
Schmelzpunkt, Anschmutzbarkeit, Leichtigkeit der Schmutzentfernung, Wascheigenschaften,
Sprunghaftigkeit, Knitterfestigkeit, Torsionseigenschaften, Hysteresisverhalten,
Faserreibung, Anfärbbarkeit (Tiefe, Geschwindigkeit, Dauerhaftigkeit und Gleichmäßigkeit),
Bedruckbarkeit, Waschechtheit der Färbungen oder der Appreturen (Harze, Ultraviolettaufnehmer
usw.), Griff und Fallen, Vergilben durch Einwirkung von Wärme, Maschenfestigkeit,
leichte textile Verarbeitbarkeit, Löslichkeitseigenschaften, Bleichungsvermögen.
Glanz, Trocknungsverhalten, Haltbarkeit, Kräuselbarkeit, Verstreckfähigkeit, Formbeständigkeit
der Gewebe, Beständigkeit gegen Zusammendrücken, thermische und elektrische Leitfähigkeit,
Transparenz, Lichtdurchlässigkeit, Luft- und Wasserdurchlässigkeit, Tragkomfort,
Verfilzbarkeit, Ionenaustauscheigenschaften an Überzugsstoffen und Haftfestigkeit.
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Außer den obengenannten Modifizierungen, welche in Artikeln aus Faserstoffen
wünschenswert sein können, gibt es noch andere Veränderungen, die z. B. bei Filmen
oder auch bei Fasern von besonderem Wert sein können. Beispielsweise können diese
Gebilde modifiziert werden, um das Gleiten eines Films auf einem anderen zu verbessern
oder um nichtreflektierende oder dekorativ wirkende Überzüge auf Filmen herzustellen
oder um das Aufdrucken von Farben auf Folien zu erleichtern. Auf diesem Wege kann
auch die Ölfestigkeit von Gummi erhöht werden.
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In den nachfolgenden Beispielen besteht die »Standard-Waschung«, welcher
die Proben unterworfen werden, in einer 30minutigen Tauchung in Wasser von 70° C,
welches 0,5% eines Waschmittels enthält, in einem Rührwäscher.
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Die ungefähre Zusammensetzung des Waschmittels ist folgende:
| Z.Tatriumlaurylsulfat ................ 1619/o |
| Allsylall:oholsulfat .... . ............. 6% |
| Natriumpolyphosphat ......... :. _3019/o- |
| .`\Tatriumpyrophosphat ............... 17°/0 |
| est - Natriumsilicate und Natrium- |
| sulfat ............................ 31'% |
Dil Strahlungsdosierungen der ionisierenden »Korpuske'n<< (z. B. der Elektronen)
werden in »Mrep« (millions of roentgen equivalents physical) angegeben; ein »rep«
ist die Menge an Korpuskularstrahlung hoher Energie, welche eine Energieabsorption
von 83,8 erg je g Wasser oder eines äquica.1e--ten absorbierenden Mediums bewirkt.
Man kann die Strahlung aber auch auf die bestrahlte Fläche beziehen und in Watt-Sekunden
je cm2 ausdrücken.
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DieDosierung der ionisierenden elektromagnetischen Strahlung (z. B.
der Röntgenstrahlung) wird in »Mr« (millions of roentgen) angegeben, wobei 1 Röntgen
die Menge an elektromagnetischer Strahlung ist, welche bei Absorption in 1 ccm trockener
Luft bei Normaltemperatur und -druck die elektrostatische Ladung 1 (beliebigen Vorzeichens)
erzeugt.
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Die statische Neigung des Stoffes wird als der bei 25,6° C in Ohm
gemessene Gleichstromwiderstand in einer Atmosphäre von 50'% relativer Feuchtigkeit
angegeben; hohe Werte zeigen die Neigung an, eine statische Ladung anzunehmen und
festzuhalten. Beispiel 1 Wollgewebe wird in eine Lösung von 16 Teilen Polyäthylenglykol
20000 und 84 Teilen Wasser getaucht, die überschüssige Flüssigkeit abgequetscht,
das Gewebe in noch nassem Zustand in eine Aluminiumfolie verpackt und in einem Resonanzumformer
von 1 Mev, dessen Stromstärke auf der Ausgangsseite 560 Mikroampere beträgt der
Elektronenbestrahlung ausgesetzt. Die Probe wird auf ein Förderband gelegt, welches
sie durch den Elektronenstrahl mit einer Geschwindigkeit von 40,6 cm je min trägt.
Bei der Probeanordnung liefert der Strahl eine Bestrahlung von 6,7 - 10s rep (6,7
Mrep) je Durchgang. Die Probe wird so lange durch den Strahl hin und zurück geführt,
bis eine Gesamtdosierung von 20 Mrep erreicht ist. Das überzogene, bestrahlte Gewebe
sowie ein nichtüberzogenes, ebenfalls bestrahltes Vergleichsgewebe und eine Probe
des ursprünglichen Gewebes werden einer 15maligen Standard-Waschung unterworfen.
Die überzogene, bestrahlte Probe ist nicht eingelaufen, sondern hat ihre ursprüngliche
Dimension und ihren Griff beibehalten, ohne an den Kanten zu fasern. log w (w =
spezifischer Widerstand) beträgt 9,1. Beide Vergleichsproben fasern während des
Waschens sehr stark und zeigen an der Oberfläche das sogenannte »Pilling«.
log w beträgt bei jeder Kontrollprobe 13,3. Beispiel 2 Seidengewebe wird
überzogen, indem man es in flüssiges Methoxydecaäthylenoxymethacrylat taucht. Die
überschüssige Flüssigkeit wird abgequetscht, das Gewebe in noch nassem Zustande
in eine Aluminiumfolie verpackt und in einem Van-de-Graaff-Generator unter den nachstehenden
Bedingungen bestrahlt:
| Spannung, Mev ...................... 2 |
| Röhrenstromstärke, Mikroampere .... . 290 |
| Geschwindigkeit des Förderbandes, |
| m/min ............................ 1 |
| Dosierung je Durchgang, Mrep ....... 2 |
| Zahl der Durchgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 |
| Gesamtdosierung, Mrep .............. 40 |
--Das überzogene bestrahlte Gewebe wird einer 15maligen Standard-Waschung unterworfen.
Danach ist-ihr spezifischer Widerstand log w= 10,3. Eine bestrahlte Kontrollprobe
hat einen Widerstand log 7-.f von 13,3, während dieser Wert bei dem ursprüw;-lichen
Gewebe nach den entsprechenden Waschung-n 12,9 beträgt. Eine weitere Kontrollprobe,
die in Methoxydecaäthylenoxymethacrylat getaucht, aber nicht bestrahlt und darauf
der 15maligen Standard-Waschung unterzogen ist, zeigt bezüglich ihres spezifischen
Widerstandes gegenüber dem Originalgewebe keine Veränderung.
Beispiel
3 Gewebe aus endlosem Celluloseacetatgarn wird in flüssiges Methoxydecaäthylenoxymet'hacrylat
getaucht, die überschüssige Flüssigkeit abgequetscht und die Probe, wie im Beispiel
2 beschrieben, bis auf eine Dosierung von 20 Mrep bestrahlt. log w beträgt nach
15maligem Waschen 9,9. Der Wert für das ursprüngliche Gewebe ist 10,8. Beispiel
4 Ein Stück Baumwollgewebe wird in flüssiges Methoxydecaäthylenoxymethacrylat getaucht,
die überschüssige Flüssigkeit abgequetscht und die überzogene Probe, wie im Beispiel
2 beschrieben, bis auf eine Gesamtdosierung von 20 Mrep bestrahlt. Nach einer 15maligen
Standard-Waschung ist log w = 9,6. Im Vergleich dazu hat das ursprüngliche Gewebe
nach einer 15maligen Standard-Waschung einen Wert von 10,8.
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In den Beispielen 5 bis 8 werden verschiedene Proben in die gewählte
Behandlungsflüssigkeit getaucht; man quetscht die überschüssige Flüssigkeit ab und
schichtet jede noch feuchte Probe mit anderen Gewebeproben auf, welche mit der gleichen
Flüssigkeit behandelt sind. Diese Packung wird in Aluminiumfolie eingewickelt. Andere
Proben, die mit anderen Flüssigkeiten behandelt sind, werden ebenfalls in dieser
Weise verpackt, desgleichen unbehandelte Kontrollproben. Alle mit Aluminiumfolie
umgebenen Paktrungen werden zu einem Stapel von etwa 13 mm Dicke vereinigt und dann
in der nachfolgenden Weise gleichzeitig bestrahlt.
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Die Proben werden der Röntgenstrahlung eines Röntgenresonanzumfo-rmers
ausgesetzt, der von der General Electric Co., Schenectady, New York, unter der Bezeichnung
»Two Million Volt Mobile X-ray Unit« hergestellt ist (vgl. Proceedings of the First
National Electronics Conference, S.425 [1944]). Der Stapel wird in einen oben offenen
Behälter aus 1,6 mm dickem Bleiblech eingebracht und so angeordnet, daß die oberste
Probe 8 cm von dem Wolframtarget der Röhre entfernt ist. Bei dieser Stellung beträgt
die Bestrahlung bei einer Röhrenspannung von 2 Mev und einem Röhrenstrom von 1,5
Milliampere 1,5 Mr je Stunde. Der Strähl wirkt auf einen Kreis von einem Durchmesser
von etwa 7,6 cm ein; alle Prüfungen an den bestrahlten Geweben werden innerhalb
dieser bestrahlten Zone vorgenommen. Beispiel s Ein Stück Wollgewebe wird in eine
Lösung von 16 Teilen Polyärhylenglykol 20000 und 84 Teilen Wasser getaucht. Das
Gewebe wird noch naß in Aluminiumfolie gewickelt und, wie oben beschrieben, einer
Röntgenstrahlung ausgesetzt. Die Gesamtdosierung beträgt 27 Mr. Das überzogene bestrahlte
Gewebe, eine nichtüberzogene bestrahlte Vergleichsprobe sowie eine Probe des ursprünglichen
Gewebes werden einer 15maligen Standard-Waschung unterworfen. Das überzogene bestrahlte
Gewebe ist nicht eingelaufen, sondern hat seine ursprüngliche Dimension und seinen
Griff beibehalten, ohne an den Kanten zu fasern. Beide Vergleichsproben fasern dagegen
beim Waschen sehr stark. Außerdem zeigt sich an ihrer Oberfläche das genannte »Pilling«,
was bei der behandelten bestrahlten Probe nicht der Fall ist.
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Beispiel 6 Seidengewebe wird in flüssiges Methoxydodecaäthylenoxymethacrylat
getaucht, die überschüssige Flüssigkeit abgequetscht, das Gewebe noch naß in Aluminiumfolie
gewickelt und, wie im Beispiel 5 beschrieben, bestrahlt. Die Dosierung beträgt 27
Mr. Das überzogene bestrahlte Gewebe wird einer 25maligen Standard-Waschung unterzogen,
wonach log w 11,9 beträgt. Bei einer bestrahlten unbehandelten Kontrollprobe beträgt
log w =.13,3, während der Wert des ursprünglichen Gewebes nach einer entsprechenden
Waschbehandlung 13,2 beträgt. Eine weitere Kontrollprobe wird in Methoxydodecaäthylenoxymethacrylat
getaucht, aber nicht bestrahlt, und dann einer 25maligen Standard-Waschung unterzogen.
Hierdurch hat sich log w gegenüber dem ursprünglichen Gewebe nicht verändert. Beispiel
? Gewebe aus Celluloseacetatgarn wird in ein Gemisch von 30 Teilen Maleinsäureanhydrid,
70 Teilen monomerem Methoxydodecaäthylenoxymethacrylat und 100 Teilen Wasser getaucht,
die überschüssige Flüssigkeit abgequetscht und die Probe, wie im Beispiel 5 beschrieben,
bestrahlt; Dosierung 13,5 Mr. Nach 15maliger Standard-Waschung ist die behandelte
und bestrahlte Probe um etwa 2011/a geschrumpft und hat ein glanzloses Aussehen
angenommen. Sie ist außerdem elastisch geworden und hat im Vergleich zu dem ursprünglichen
Material praktisch ihre Festigkeit völlig beibehalten. Beispiel 8 Ein Stück Baumwollgewebe
wird in flüssiges Methoxydodecaäthylenoxymethacrylat getaucht und die überschüssige
Flüssigkeit abgequetscht. Die überzogene Probe wird dann, wie im Beispiel 5 beschrieben,
bestrahlt; Dosis 5,3 Mr. Nach einer 15maligen Standard-Waschung hat die behandelte
und bestrahlte Probe bessere antistatische Eigenschaften als das ursprüngliche Gewebe.