DE1174740B - Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Textilien aus natuerlichen und bzw. oder kuenstlichen cellulosehaltigen Fasern - Google Patents

Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Textilien aus natuerlichen und bzw. oder kuenstlichen cellulosehaltigen Fasern

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DE1174740B DEH43114A DEH0043114A DE1174740B DE 1174740 B DE1174740 B DE 1174740B DE H43114 A DEH43114 A DE H43114A DE H0043114 A DEH0043114 A DE H0043114A DE 1174740 B DE1174740 B DE 1174740B
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Internat. Kl.: D 06 m
Deutsche Kl.: 8k-1/20
Nummer: 1174 740
Aktenzeichen: H 43114IV c / 8 k
Anmeldetag: 13. Juli 1961
Auslegetag: 30. Juli 1964
In der Hauptpatentanmeldung H 37602 IVc/8k (deutsche Auslegeschrift 1 113 677) ist bereits ein Verfahren zur Veredelung von Textilien aller Art, insbesondere von Flächengebilden aus natürlichen und bzw. oder künstlichen cellulosehaltigen Fasern durch Behandlung mit kondensierbaren Substanzen vorgeschlagen worden, gemäß welchem die mit den kondensierbaren Substanzen behandelten Textilien der Einwirkung einer ionisierenden Strahlung, insbesondere einer Gammastrahlung oder Röntgenstrahlung unterworfen werden, wobei die kondensierbaren Substanzen kondensiert werden. Die Textilien werden dabei z. B. der Einwirkung einer Gammastrahlung in einer Gesamtdosis zwischen 0,5 · 10e und 3 · 10e Röntgen (1 Röntgen = 93 Erg/g) bei 15 bis 25 0C unterworfen.
In »MELLIAND Textilberichte«, 41,6/1960, S. 741, ist bereits ein Verfahren beschrieben, um die Kondensation von Kunstharzen aus ihren Vorkondensaten auf Textilgut aus Cellulosefasern bzw. die Vernetzung solcher Kunstharze mit der Cellulose selbst durch die Einwirkung beschleunigter Elektronen (Betastrahlen) zu vollziehen. Hierbei wurden beschleunigte Elektronen mit einer Teilchenenergie von etwa 2 MeV (1 MeV = 10e Elektronenvolt) verwendet und Totaldosen von 5bis70Mrad (1 Megarad = 106Rad, 1 Rad = 100Erg/g) in das Fasergut eingestrahlt. Als Ergebnis dieses Verfahrens ist eine starke Schädigung des bestrahlten Gutes festgestellt worden, die eine textile Weiterverwendung desselben unmöglich machte sowie eine für einen Ausrüsteffekt nicht ausreichende Harzkondensation. Bei diesem bekannten Verfahren wurde außer acht gelassen, daß Cellulose von einer eingestrahlten Totaldosis von 2,5 · 106 Rad an einen kräftigen Abbau erleidet und bei Totaldosen von 5 · 10e Rad bereits mindestens 10% Zucker entstehen. Ferner sind die für Ausrüstzwecke üblichen Kondensat-Kunstharze wie Harnstoff-, Melamin-, Äthylenharnstoffharze ebenfalls strahlungsempfindlich und werden auch bei eingestrahlten Totaldosen von über 2,5 · 10e Rad stark abgebaut. Die negativen Ergebnisse bei Anwendung des bekannten Verfahrens überraschen deshalb nicht.
Es wurde gefunden, daß eine ausreichende Harzkondensation auf Cellulosetextilgut ohne nennenswerten Abbau der Cellulose und der Kunstharzvorkondensate erzielt werden kann, wenn das Textilgut der Einwirkung beschleunigter Elektronen mit einer Teilchenenergie von weniger als 1 MeV unterworfen wird und eine Gesamtdosis von weniger als 2 · 10e Rad eingestrahlt wird. Es werden zweckmäßig beschleunigte Elektronen mit einer Teilchenenergie zwischen 0,05 und 0,6 MeV angewandt.
Verfahren zur Verbesserung der mechanischen
Eigenschaften von Textilien aus natürlichen und
bzw. oder künstlichen cellulosehaltigen Fasern
Zusatz zur Anmeldung: H 37602IV c / 8 k —
Auslegeschrift 1113 677
Anmelder:
Heberlein & Co. A. G., Wattwil (Schweiz)
Vertreter:
Dr.-Ing. P. K. Holzhäuser, Patentanwalt,
Offenbach/M., Herrnstr. 37
Als Erfinder benannt:
Dr. Fritz Münzel, Wattwil (Schweiz)
Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 22. Juli 1960 (8398)
Der Effekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist überraschend, denn es war für den Fachmann nicht zu erwarten, daß durch Bestrahlung des mit den Kunstharzvorkondensaten behandelten Cellulosetextilgutes mit beschleunigten Elektronen von so geringer Teilchenenergie und bei Anwendung von Totaldosen unter 2 · 106 Rad eine ausreichende Harzkondensation und damit die gewünschte Knitterfestigkeit und Dimensionsstabilisierung erzielt würde. Nachdem bei dem bekannten Verfahren Elektronen von sehr viel höherer Teilchenenergie und bei Anwendung einer mehr als 30fachen Totaldosis kein ausreichender Effekt festgestellt werden konnte, sondern lediglich eine Zerstörung des Fasergutes, so mußte angenommen werden, daß eine solche Harzkondensation bzw. die Vernetzung der Harze mit der Cellulose mittels beschleunigter Elektronen gar nicht erzielbar sei. Dies mußte um so eher angenommen werden, als es z. B. bekannt ist, daß gewisse, gegenüber ionisierenden Strahlen sehr resistente Hochpolymere wie Polyäthylen der Einwirkung beschleunigter Elektronen in Totaldosen bis zu 100 Mrad ausgesetzt werden müssen, um eine Vernetzung zwischen den Molekülketten zu erzielen.
Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf der Feststellung, daß elektromagnetische Strahlen, wie
409 638/371
ζ. B. Gammastrahlen, das bestrahlte Material auf dem kürzesten Weg durchdringen, wobei höchstens 1 %o ihrer Energie absorbiert wird, wogegen beschleunigte Elektronen Zusammenstöße mit den Atomen der durchdrungenen Materie erleiden, wobei sich Sekundärelektronen bilden, die mit weiteren Atomen zusammenstoßen. Bei jedem Zusammenstoß der Elektronen mit den Atomen wird Energie abgegeben, und auf diese Weise wird ein relativ großer Teil der Energie der beschleunigten Elektronen von der bestrahlten Materie absorbiert. Es wurde nun gefunden, daß beschleunigte Elektronen mit hoher Teilchenenergie beim Durchdringen von Cellulosematerial so viel Energie abgeben, daß zahlreiche Spaltungen in den Molekülketten eintreten, wobei die Cellulose abgebaut und zerstört wird. Werden dagegen beschleunigte Elektronen mit niedriger Teilchenenergie in das Cellulosematerial eingestrahlt, so geben dieselben bei ihren Zusammenstößen mit den Atomen nur relativ kleine Energiemengen ab, so daß keine Spaltungen in den Molekülketten eintreten, sondern die abgegebene Energie als Anregungsenergie für die Atome dient, und deren Ionisation bewirkt.
Im weiteren wurde festgestellt, daß bei Anwendung von beschleunigten Elektronen mit kleiner Teilchenenergie bei einer bestimmten eingestrahlten Totaldosis von z. B. 10e Rad der Abbau der Cellulose wesentlich geringer ist als bei Anwendung beschleunigter Elektronen mit hoher Teilchenenergie. Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von beschleunigten Elektronen mit einer Teilchenenergie von 0,05 bis 0,5 MeV kann deshalb die Totaldosis, welcher das bestrahlte Material ausgesetzt wird, in einem Bereich gehalten werden, in welchem kein nennenswerter Abbau der Cellulose eintritt.
Die erfindungsgemäß verwendeten Betastrahlen können den üblichen Elektronenbeschleunigungsapparaten, z. B. Kaskaden-, Van de Graaf- oder Linearbeschleunigern, entnommen werden. Es können aber auch radioaktive Substanzen, z. B. 90Sr, das Betastrahlen mit einer Teilchenenergie von 0,5 MeV aussendet oder Promethium 147, dessen Betastrahlung eine Teilchenenergie von 0,223 MeV hat, verwendet werden. Auch gasförmige radioaktive Strahlenquellen wie z. B. Krypton 85, dessen Betastrahlung eine Teilchenenergie von 0,67 MeV aufweist, kommen in Betracht.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auf Textilien aller Art, insbesondere Flächengebilden, aus nativer Cellulose, wie Baumwolle, aber auch Gewebe oder Gewirke aus regenerierter Cellulose oder solche, enthaltend Fasern aus natürlicher und regenerierter Cellulose anwenden. Das Verfahren eignet sich in erster Linie zur Knitterfestausrüstung und zur Dimensionsstabilisierung; es lassen sich nach diesem Verfahren aber auch permanente Prägeeffekte wie Gaufrage-, Riffel-, Schreiner- oder Moireeffekte, ebenso Kalandereffekte mit oder ohne Friktion erzeugen. Das Verfahren läßt sich ferner auch auf Textilgarnen, -fäden oder -zwirnen anwenden. Es hat sich außerdem gezeigt, daß auch bei feinen Geweben aus Baumwolle und regenerierter Cellulose, die durch Behandlung mit konzentrierter Schwefelsäure, Kupferoxydammoniaklösung oder Natriumzinkat-Cellulose-Lösung einer Versteifung und Transparentierung unterworfen worden sind, eine gute Knitterfestigkeit ohne Verminderung der Faserfestigkeit erzielt werden kann. Auch bei Feingeweben aus relativ hochgedrehten Garnen wie Voile und Marquisette, die eine starke Tendenz zum Schrumpfen haben, wird eine gute Knitterechtheit und Dimensionsstabilität erzielt.
Die erfindungsgemäß behandelten Textilien weisen neben einer guten Knitterechtheit eine erhöhte Scheuer- und Zerrfestigkeit auf und haben einen angenehm weichen Griff. Ein weiterer Vorteil des vorliegenden Verfahrens besteht darin, daß unter geeigneten Bedingungen die Applikation der kondensierbaren Substanzen ohne Beifügung eines Katalysators erfolgen kann, so daß das Gewebe nach der Bestrahlung nicht ausgewaschen zu werden braucht. Die mit der kondensierbaren Substanz versehenen Textilien können in feuchtem oder trockenem Zustand bestrahlt werden.
Die kondensierbaren Substanzen können je nach Art derselben in Form wäßriger Lösungen, als Dispersionen oder gelöst in organischen Lösungsmitteln Verwendung finden. Es eignen sich z. B. wäßrige Lösungen bzw. wäßrige Dispersionen von bei.der Knitterechtausrüstung üblicherweise zur Verwendung gelangenden harzbildenden Substanzen, wie z. B. Kondensate von Formaldehyd und Harnstoff, Thioharnstoff, Äthylenharnstoff und dessen Homologen, Uron, Acetylendiurein und dessen Derivate, Dicyandiamid, Melamin, Phenol und Phenolderivate. Ferner eignen sich Keton-Aldehyd-Vorkondensate, Aziridinylverbindungen, Triazonderivate, Diglycidäther. Ebenso können Gemische der genannten kondensierbaren Substanzen Verwendung finden. Die genannten kondensierbaren Substanzen können mit oder ohne Zugabe der üblichen Katalysatoren, wie z. B. Bortrifluorid, Zinknitrat, Leicht- und Schwermetallhalogeniden, usw. verwendet werden.
Die Erfindung ist an Hand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1
Ein Baumwollimitatpopeline wird gesengt, entschlichtet und gebleicht und hierauf mit einer Lösung von HOg Dimethyloläthylenharnstoff gelöst in 11 Wasser, der außerdem 11 g Zinknitrat als Katalysator beigegeben wurde, imprägniert, abgepreßt und während 20 Minuten bei 60 bis 7O0C getrocknet. Hierauf wird das so behandelte Gewebe der Einwirkung beschleunigter Elektronen mit einer Teilchenenergie von 0,12 MeV ausgesetzt und eine Totaldosis von 2· 105 Rad eingestrahlt. Nach der Bestrahlung wird das Gewebe ausgewaschen und getrocknet. Das behandelte Gewebe zeigt gegenüber dem Ausgangsmaterial wesentlich veränderte Eigenschaften auf:
Scheuerfestigkeit in Touren
Ausgangsmaterial
Bestrahlt
Knitterwinkel Schuß Reißfestigkeit Schuß 732
in 46 in g i
644 540
Kette 105 Kette 890
60
110
14 350 19 280
Die Zerrfestigkeit wurde auf einem Elmendorf-Tearing-Tester geprüft. Die Scheuerfestigkeit wurde mit einem Prüfapparat enthaltend eine Scheibe, welche mit einem standardisierten Wolltuch bedeckt ist und welche auf der Gewebefläche rotiert, durchgeführt. Die Knitterwinkel wurden nach der folgenden Methode bestimmt: Streifen von 3 · 5 cm des behandelten Gewebes wurden in Kett- respektive Schußrichtung gefaltet und während einer Stunde mit 1 kg belastet. Nach Entfernung des Gewichtes wurden die Stoffe
15 Minuten in unbelastetem Zustand belassen und hierauf die Knitterwinkel gemessen. Das Gewebe hat einen angenehm weichen Griff.
Beispiel2 ~
Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Baumwoll-Mousseline-Gewebe wird mit Schwefelsäure von 52,50Be bei 150C während 16 Sekunden pergamentiert, anschließend mit Natronlauge 3O0Be während 15 Sekunden nachmercerisiert. Die Ware wurde nach dem Neutralwaschen unter Spannung getrocknet und dann mit einer 10%igen wäßrigen Lösung von 1-Carbonyl -2,5-dimethoxy-4-äthyltriazon-2,4,6 imprägniert, bei 60 bis 700C getrocknet und hierauf der Einwirkung beschleunigter Elektronen mit einer Teilchenenergie von 0,08 MeV unterworfen, wobei eine Totaldosis von 106 Raf eingestrahlt wird. Durch die Behandlung mit dem obenerwähnten Triazon und der Bestrahlung werden die Eigenschaften des Gewebes wesentlich verändert:
Ausgangsmaterial
Bestrahlt
Knitterwinkel
in°
Kette Schuß
O 8
100 110
Reißfestigkeit
in g
Kette I Schuß
200
750
195
740
Scheuerfestigkeit in Touren
3 220 6 140
B e i s ρ i el 3
Ein in üblicher Weise vorbehandeltes Zellwoll-Garbardine-Gewebe wird, wie im Beispiel 1 beschrieben, mit einer Lösung von Dimethyloläthylenharnstoff imprägniert, bei 60 bis 7O0C getrocknet und hierauf der Einwirkung beschleunigter Elektronen mit einer Teilchenenergie von 0,12MeV ausgesetzt und eine Totaldosis von 1O5 Rad eingestrahlt. Das so behandelte Gewebe weist eine erhöhte Scheuerfestigkeit, praktisch unveränderte Reißfestigkeit und erhöhte Knitterfestigkeit auf.

Claims (12)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften von Textilien, insbesondere von Flächengebilden aus natürlichen und bzw. oder künstlichen cellulosehaltigen Fasern durch Behandlung mit kondensierbaren Substanzen und nachfolgender Einwirkung einer ionisierenden Strahlung
40
45 gemäß Patentanmeldung H 37 602IVc/8k (deutsche Auslegeschrift 1113 677), dadurch gezeichnet, daß das Textilgut der Einwirkung beschleunigter Elektronen mit einer Teilchenenergie von weniger als einer Million Elektronenvolt (MeV) unterworfen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Textilgut mit beschleunigten Elektronen mit einer Teilchenenergie zwischen 0,05 und 0,6 MeV behandelt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Totaldosis zwischen 10* und 10e Rad in das Textilgut eingestrahlt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlenquelle ein Elektronenbeschleunigungsapparat verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlenquelle eine radioaktive Substanz verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Strahlenquelle ein radioaktives Gas verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den kondensierbaren Substanzen versehenen Textilien im feuchten Zustand bestrahlt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den kondensierbaren Substanzen versehenen Textilien im trockenen Zustand bestrahlt werden.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kondensierbaren Substanzen in Abwesenheit oder in Gegenwart von Katalysatoren auf die Textilien aufgebracht werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der kondensierbaren Substanz versehene Flächengebilde vor der Bestrahlung einer formgebenden mechanischen Behandlung, z. B. einer Prägung oder Kalandrierung, unterworfen werden.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zu behandelnde Textilien transparentierte Feingewebe verwendet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zu behandelndes Textilmaterial Feingewebe aus relativ hochgedrehten Garnen wie Voile und Marquisette verwendet werden.
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