DE1277192B - Verfahren und Vorrichtung zum Wasserabstossendmachen von Bahnen aus Cellulosefasern enthaltenden Stoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

D 06m

B05c

8k-3

8a-27

P 12 77 192.5-43 (R 21720)

17. August 1957

12. September 1968

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wasserabstoßendmachen von Bahnen aus Cellulosefasern enthaltenden Stoffen durch Einwirkung von Dämpfen organisch substituierter halogenierter Silane und anschließende Behandlung mit neutralisierenden Mitteln.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist anwendbar zum Wasserabstoßendmachen von cellulosehaltigen! ίο Material beliebiger Art, wie Cellulosefasern oder -fäden, Baumwollstoffe, Papier, Gewebe oder Gewirke aus modifizierter Cellulose (Rayon) oder Celluloseestern (Celluloseacetat oder Cellulosenitrat) oder ähnlichen Materialien.

Nach bekannten Verfahren durch die Behandlung von Cellulose enthaltendem Material, insbesondere von Stoffen aus Cellulosefasern, wie Papier, Baumwolltextilien, Geweben oder Gewirken aus regenerierter Cellulose oder Celluloseestern, mit organisch substituierten halogenieren Silanen den Stoffen wasserabstoßende Eigenschaften zu verleihen, haben nur einen sehr eingeschränkten Erfolg gebracht. Es bereitete zwar keine wesentlichen Schwierigkeiten, z. B. Textilien wasserabweisend zu machen; man mußte jedoch meist eine nicht zu vermeidende Schädigung der Cellulosefasern, insbesondere eine starke Verringerung ihrer mechanischen Festigkeit, oder andere Nachteile wie ungenügendes oder ungleichmäßiges Wasserabstoßen bzw. sehr umständliche und mit hohen Kosten verbundene Verfahrensmaßnahmen in Kauf nehmen.

Nach einem bekannten Verfahren hat man das vorgetrocknete Textilmaterial zunächst den Dämpfen einer Mischung von organisch substituierten halogenierten Silanen, insbesondere Methylchlorsilanen, und unmittelbar danach alkalisch reagierenden Dämpfen, beispielsweise Ammoniakdämpfen, ausgesetzt, um den bei der Behandlung mit den Halogensilanen durch deren Umsetzung zu Silikonen gebildeten Halogenwasserstoff zu neutralisieren, ehe er das Textilmaterial stark angreifen kann. Das Material bleibt bei dieser Behandlungsweise trocken. Ein Nachteil dieses Verfahrens liegt bereits darin, daß das bei dem Neutralisieren gebildete Halogenid, beispielsweise Ammoniumchlorid, in dem Gewebe zurückbleibt, was zu einer weiteren Schädigung des Gewebes führen kann.

Wenn man nach diesem Verfahren mit konzentrierten Dämpfen der Silane arbeiten will, um die Behandlungsdauer abzukürzen, so muß man relativ hohe Temperaturen anwenden, bei denen eine Schä-Verfahren und Vorrichtung

zum Wasserabstoßendmachen von Bahnen aus

Cellulosefasern enthaltenden Stoffen

Anmelder:

Edward Robbart, Watertown, Mass. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Beetz, Patentanwalt,

8000 München 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:

Edward Robbart, Watertown, Mass. (V. St. A.)

digung der Cellulose durch den gebildeten Halogenwasserstoff in sehr kurzer Zeit eintritt. Eine Schädigung der Cellulosefaser ergibt sich aber auch bei längeren Einwirkungszeiten, wie sie bei niedrigen Temperaturen und entsprechend geringerer Konzentration der Silandämpfe notwendig sind, um dem Material ausreichende wasserabstoßende Eigenschaften zu verleihen.

Um die Schädigung der Cellulosefasern bei ihrer Behandlung durch die Dämpfe der Siliciumhalogenide oder halogenierten Silane zu verringern, ist es bekannt, den Feuchtigkeitsgehalt des Cellulosematerials vor der Einwirkung der Dämpfe auf weniger als 3 °/o, insbesondere auf etwa 1 °/» herabzusetzen, mit relativ hohen Dampfkonzentrationen zu arbeiten und die Einwirkungsdauer dementsprechend sehr stark abzukürzen, etwa auf 5 bis 10 Sekunden. Dabei ist es aber außerordentlich schwierig — wenn nicht unmöglich —, im Behandlungsraum unmittelbar an den gesamten Oberflächen der cellulosehaltigen Materialien eine gleichmäßige Konzentration der Silandämpfe zu gewährleisten, die für ein überall gleichmäßiges Wasserabstoßendmachen notwendig ist. Unvermeidliche Konzentrationsunterschiede können auch leicht zu örtlich begrenzten Schädigungen des behandelten Materials fuhren.

Es ist auch nicht mehr neu, cellulosehaltiges Textilmaterial mit Halogensilanen in Form von Lösungen oder Emulsionen der Halogensilane in Wasser zu

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abnehmender Temperatur zunehmende Einwirkdauer des Aerosols nicht über 6 Minuten hinausgeht und vornehmlich zwischen 1 Sekunde und 1 Minute liegt und daß anschließend in bekannter Weise neutralisiert wird.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens besteht aus einer Kammer mit Einlaß- und Auslaßschleusen und Mitteln zum Hindurchführen der Bahnen aus Cellulose-

leitung mit eingebauter Zerstäuberdüse und einem Ventilator für die Aerosolbildung miteinander verbunden sind.

Die Behandlung cellulosehaltiger Textilien, wie Gewebe oder Gewirke, bei mäßiger Temperatur mit einer flüssige Teilchen eines oder mehrerer leicht verdampfbarer organisch substituierter halogenierter Silane in einem inerten Gas dispergiert enthaltenden

behändem und dann die Temperatur zu erhöhen, bis die für das Hydrophobieren des Materials erforderliche Umsetzung der Silane zu SiKkonen erfolgt ist, wobei ein behandeltes Textilmaterial zur Bindung der bei der Umsetzung frei gewordenen bzw. gebildeten Menge von Halogenwasserstoffsäure neutralisiert, das Material anschließend gewaschen und getrocknet wird.

Dabei werden die halogenierten Silane stets nur
in wäßrigem Milieu verwendet; man benutzt z. B. io fasern enthaltenden Stoffen sowie Ein- und Austrittseine Emulsion aus 5 bis 10 °/o des Halogensilane in öffnungen für das Aerosol, die über eine Umlauf-Wasser, drückt anschließend die Flüssigkeit aus und
erwärmt das Material in Ammoniakgas auf etwa
30° C, worauf eine weitere Erwärmung auf 95° C
während einer dreiviertel Stunde erfolgt; schließlich 15
wird abgekühlt, gewaschen und getrocknet.

Dieses bekannte Verfahren zum Wasserabstoßendmachen cellulosehaltiger Textilien ist verhältnismäßig umständlich und nimmt eine relativ lange Zeit in

Anspruch; es sind aufwendige Vorrichtungen für die 20 Aerosolmischung, bei der in dem Bereich der Aero-Durchführung dieses Verfahrens erforderlich. Insbe- solmischung, durch den sich das cellulosehaltige sondere die lange Dauer der Behandlung des Textil=- Material hindurchbewegt, ein gleichbleibender, im materials bei höheren Temperaturen ist störend und wesentlichen gesättigter Dampfzustand der Silanverursacht hohe Kosten. dämpfe aufrechterhalten wird, ist bereits Gegenstand

Wegen der oben geschilderten Nachteile der bisher 25 des älteren, nichtvorveröffentlichtendeutschenPatents bekanntgewordenen Verfahren, bei denen haloge- - 1178 395 als ein Verfahrensschritt für das Krumpfnierte Silane zum Wasserabstoßendmachen von cellu- festmachen der Textilien. Nach diesem Verfahren

werden die Textilien nach kurzer Einwirkungsdauer stetig wieder aus der Aerosolmischung herausgeführt, in einem basisch reagierenden Bad neutralisiert, dann gewaschen und schließlich unter mechanischer Spannung getrocknet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wasserabstoßendmachen beruht auf der Erkenntnis, daß das

darüber hinaus ein Verfahren, das ununterbrochen 35 in dem älteren deutschen Patent 1178 395 beschriefortlauf end durchgeführt werden kann und bei dem bene Verfahren stets dann dem Textilmaterial wasserdie Behandlung über die gesamte zu behandelnde abstoßende Eigenschaften verleiht, wenn man das Oberfläche des Materials hinweg genau gleichartig Material mit einem mäßigen oder geringen Feuchtig- und gleichmäßig erfolgt. keitsgehalt mit den Silanen behandelt, und daß ein

Um eine solche gleichmäßige Behandlung auf 40 entsprechendes Verfahren nicht nur auf Gewebe oder jeden Fall zu gewährleisten, soll jedes Stückchen des Gewirke, sondern auch auf beliebiges anderes cellu-Materials vollkommen gleichen Behandlungsbedin- losehaltiges Material, z. B. Cellulosefasern und unter gungen unterworfen werden; man muß demnach die Verwendung von Cellulosefasern hergestellte flächenzur Behandlung dienenden Silane dem cellulosehalti- hafte Gebilde bzw. Bahnen, angewendet werden gen Material im wesentlichen in Dampfform in dem 45 kann, um das cellulosehaltige Material bzw. die Bah-Maß zuführen, in dem sie durch den Behandlungs- nen, wie Baumwollstoffe, Papier, Gewebe oder Gevorgang verbraucht werden. Dieses Zuführen der wirke mit einem gewissen Gehalt an regenerierter Silane muß überdies mit überall gleichbleibender Cellulose (Rayon), Celluloseester (Celluloseacetat Konzentration erfolgen. ___ oder Cellulosenitrat) oder ähnliche Stoffe, wasser-

Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die einen 50 abweisend zu machen.

sicheren und einfachen Weg zur Lösung der genann- Die zu behandelnden Bahnen aus Cellulosefasern

ten Aufgabe zeigt, ist ein Verfahren zum Wasser- enthaltenden Stoffen werden mit einem geringen abstoßendmachen von Bahnen aus Cellulosefasern Feuchtigkeitsgehalt, wie er etwa durch eine Ausenthaltenden Stoffen durch Einwirkung von Dämpfen gleichsbehandlung in einer Atmosphäre zwischen organisch substituierter halogenierter Silane und an- 55 30 und 100% relativer Feuchtigkeit entsteht, fortschließende Behandlung mit neutralisierenden Mit- laufend mit einer Atmosphäre in unmittelbare, enge teln, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man für
die Behandlung mit besagten Silanen das Material
mit geringemFeuchtigkeitsgehaltkontinuierlich durch

einen mit einem Aerosol aus einem oder meh- 60 inerten Gas ist, wobei ein im wesentlichen an Dämpreren leicht verdampfbaren organisch substituierten fen der Silane gesättigter Zustand dieser Atmosphäre halogenierten Silanen in einem inerten Gas gefüllten
Raum bei einer Temperatur unter etwa 38° C hindurchführt, in den kontinuierlich eine dem Verbrauch

entsprechende Menge des Silans bzw. der Silane in 65 chen der organisch substituierten halogenierten Sifeindispergierter Form nachgeliefert wird, wobei lane, die etwa dem Verbrauch entsprechend in die durch entsprechende Wahl der Durchleitgeschwindig- Behandlungsatmosphäre eingeführt werden und in keit des Materials dafür gesorgt wird, daß die mit ihr einen weitgehend gleichmäßig verteilten »Vorrat«

losehaltigen Textilien verwendet werden, haben diese Verfahren in der Praxis zu keiner umfangreichen Anwendung geführt.

Die vorliegende Erfindung vermeidet nicht nur die früher aufgetauchten Schwierigkeiten und Nachteile bei der Behandlung von Cellulosematerial mit organisch substituierten halogenierten Silanen; sie schafft

Berührung gebracht, die eine Aerosolmischung flüssiger Teilchen des oder der organisch substituierten halogenierten Silane in einem gegenüber den Silanen

im Bereich der gesamten Oberfläche des zu behandelnden Textilmaterials dadurch aufrechterhalten bleibt, daß aus den kleinen Aerosolflüssigkeitsteil-

an Silanen bilden, stetig diejenige Menge des Silans verdampft, die mit dem zu behandelnden Material reagiert und das Material wasserabweisend macht.

Das behandelte Material wird möglichst unmittelbar nach der Silaneinwirkung zur Entfernung von sauren Halogen-Wasserstoff-Verbindungen in einem schwach alkalischen Bad gewaschen, dann gespült und — gegebenenfalls unter mechanischer Spannung — getrocknet.

Der wesentliche Teilvorgang der Behandlung des cellulosehaltigen Materials mit den Silandämpfen läßt sich bei der jeweils vorhandenen normalen Umgebungstemperatur in verhältnismäßig kurzer Zeit •durchführen, wobei nur die Behandlungszeiten derart in Abhängigkeit von der Behandlungstemperatur zu bestimmen sind, daß zwar die erwünschte Reaktion zwischen dem cellulosehaltigen Material und den Silanen eintritt, aber die bei der Reaktion — die im wesentlichen eine Silikonbildung sein dürfte — auftretenden sauren Nebenprodukte keine Qualitäts-Verschlechterung des Materials bewirken können. In diesem Sinne ist es ebenfalls wichtig, daß die Neutralisation bzw. das Auswaschen der sauren Nebenprodukte möglichst in unmittelbarem Anschluß oder nur relativ kurze Zeit nach der Behandlung des Materials mit den Silanen durchgeführt wird. Ein darauffolgendes Spülen des Materials in Wasser hat den Zweck, überschüssiges Alkali und die bei der Neutralisation der sauren Nebenprodukte gebildeten Salze aus dem Material zu entfernen.

Das jeweils benutzte Silan bzw. eine geeignete Silanmischung soll in der Behandlungsgasmischung als ein Aerosol vorhanden sein, damit eine dauernde Sättigung der Gasphase mit Silandämpfen gesichert ist. Bei der Behandlung des Materials im stetigen Durchlauf läßt sich auf diese Weise eine gleichförmige und gleichmäßige Silandampfkonzentration in dem gesamten Behandlungsraum erzielen, und die Notwendigkeit einer sorgfältigen Einregelung der Menge des zugeführten Silans in genau einzuhaltender Abhängigkeit von dem Vorschub bzw. der Durchlaufgeschwindigkeit des Materials durch den Behandlungsraum entfällt.

Die Abhängigkeit zwischen der Behandlungszeit und der Behandlungstemperatur ergibt sich aus allgemein bekannten Gesetzen der chemischen Reaktionskinetik. Bei hohen Temperaturen sind kürzere Einwirkungszeiten einzuhalten, da eine höhere Reaktionstemperatur nicht nur den Reaktionsverlauf beschleunigt, sondern auch die Konzentration des in Dampfform vorhandenen Silans erhöht, während bei niedriger Temperatur die Einwirkungszeit wesentlich länger gewählt werden kann.

Wenn man beispielsweise die Behandlung bei einer Temperatur von 38° C durchführt, muß die Ein-Wirkungsdauer wesentlich kleiner als 10 bis 15 Sekunden sein; sie sollte vorzugsweise nur 1 bis 2 Sekunden betragen. Wenn die Behandlungstemperatur bei etwa 24° C liegt, könnte man grundsätzlich die Behandlungsdauer über 2 bis 6 Minuten erstrecken; als besonders zweckmäßig hat sich jedoch auch hier eine Verkürzung der Behandlungsdauer auf 1 bis 60 Sekunden gezeigt. Bei etwa 30° C kann man die Behandlung über eine Zeit von 1 bis 5 Minuten ausdehnen; auch hier sind jedoch Behandlungszeiten zwischen 1 und 30 Sekunden vorzuziehen. Zusammenfassend läßt sich sagen, daß im Bereich einer normalen Raumtemperatur zwischen 20 und 38° C die längste Behandlungsdauer zwischen 10 Sekunden und 6 Minuten liegen soll; die günstigsten Ergebnisse werden im allgemeinen mit Behandlungszeiten zwischen 1 Sekunde und 1 Minute erreicht.

Die großen Bereiche für die Behandlungsdauer ergeben sich unter anderem dadurch, daß man die Einwirkungsdauer der Silane auf das zu behandelnde Material nicht nur von der Behandlungstemperatur abhängig macht, sondern auch von der gewünschten Stärke der Wasserabstoßung und im Fall einer Behandlung von Geweben oder Gewirken auch von der Stärke bzw. Dichte des Gewebes oder Gewirkes bzw. der Fäden und der Art der verwendeten Fasern, ihrer Webart usw.

Ein weiterer Faktor, der bei der Wahl der jeweils zweckmäßigsten Einwirkungszeit zu berücksichtigen ist, ist die Konzentration oder Zusammensetzung der Silane, die bei dem Verfahren benutzt werden. Methylchlorsilane, die bei dem Verfahren benutzt werden, sind im Handel als Mischungen erhältlich, die mehrere Verbindungen, wie Dimethyldichlorsilan (CHg)₂SiCl₂, Methyltrichlorsilan CH₃SiCl₃, Trimethylchlorsilan (CH₃)₃SiCl, Siliciumtetrachlorid SiCl₄ und Methyldichlorsilan CH₃SiHCl₂, enthalten. Da die einzelnen Verbindungen in ihrer Flüchtigkeit variieren und sich auch in ihrer Einwirkung auf das zu behandelnde Material unterscheiden, soll man Mischungen, die eine höhere Konzentration der leichter verdampfbaren bzw. flüchtigen und/oder stärker reagierenden Verbindungen enthalten, nur kürzere Zeit auf das Material einwirken lassen als Mischungen, die weniger intensiv reagieren oder eine geringere Flüchtigkeit bzw. einen geringeren Dampfdruck aufweisen.

Die oben angegebenen Zeiten und Temperaturen haben sich bei Behandlung von Faserstoffen bzw. Textilien als zweckmäßig erwiesen, bei denen das handelsübliche, nicht reine Methylchlorsilan verwendet wird.

Normalerweise sind die in dem vorliegenden Verfahren verwendeten organisch substituierten halogenierten Silane die obenerwähnten Methylchlorsilane. Vorzugsweise sollen diese Methylchlorsilane zwei oder mehr Chloratome aufweisen, da solche Silane nach ihrer Hydrolyse polymere Silikone bilden. Die bei ihrer Kondensationsreaktion zusätzlich Vernetzungsbrücken bildenden Silane sind zweckmäßiger als solche, die nur einfache Silikonketten ergeben; infolgedessen ist es erwünscht, daß unter den Silanen einige anwesend sind, die entweder 3 oder 4 Chloratome enthalten, z. B. Methyltrichlorsilan, Siliciumtetrachlorid oder noch ein an das Silicium gebundenes Η-Atom haben, wie Trichlorsilan bzw. etwas Methyldichlorsilan, die über die Valenzbindung des durch Oxydation oder Hydrolyse leicht entfernbaren Wasserstoffatoms ebenfalls Quervernetzungen schaffen. Außer den Methylchlorsilanen kann man ganz offensichtlich auch die entsprechenden Äthyl- und Propylsiliciumverbindungen verwenden; es dürfte ferner ohne weiteres einleuchten, daß grundsätzlich auch die Brom- und Fluorverbindungen bei Durchführung des neuen Verfahrens verwendbar sind. Nachteilig sind in diesem Fall lediglich die hohen Beschaffungskosten und — bei den Fluorverbindungen — ihre gefährlichen Eigenschaften. Auf jeden Fall werden derartige Verbindungen in der gleichen Weise reagieren wie die obenerwähnten Chlorsilane.

Grundsätzlich kann man bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das Silan-Aerosol in Mischung mit Luft verwenden. An Stelle von Luft können als inertes Gas auch andere inerte Gase mit vollkommen befriedigendem Erfolg verwendet werden, beispielsweise Stickstoff und Kohlendioxyd. Die Verwendung dieser Gase hat den Vorteil, daß die Möglichkeit des Auftretens von Explosionen ausgeschlossen wird. Diesbezüglich sei noch darauf hingewiesen, daß durch Beigabe von Tetrachlorkohlenstoffdämpfen zu einer Luft-Silan-Mischung die Explosionsgefahr wesentlich vermindert werden kann.

Zur Herstellung der gasförmigen Aerosolmischung des Silans und des inerten Gases kann man das Silan in Luft oder ein anderes inertes Gas einbringen. Vorzugsweise wird das Silan ganz fein zerstäubt, um eine Aerosolmischung in Form eines deutlich siehtbaren Nebels zu schaffen, oder eine Mischung aus gesättigten Silandämpfen und inertem Gas wird abgekühlt, um durch Kondensation der Silandämpfe ebenfalls einen Nebel zu erzielen.

Nachdem das cellulosehaltige Material den Silanen ausgesetzt wurde, wird das Material neutralisiert; die Neutralisation soll vorzugsweise unmittelbar im An-Schluß an die Behandlung mit den Silanen vorgenommen werden, da die bei dieser Behandlung sich bildenden sauren Nebenprodukte eine stetig fortschreitende Minderung wichtiger Eigenschaften — vor allem der Festigkeit — des cellulosehaltigen Materials bewirken, insbesondere bei verhältnismäßig hohen Temperaturen. Bei niedrigen Temperaturen kann man die Neutralisation verzögern, beispielsweise bis um ungefähr 5 Minuten bei einer Temperatur von 24° C, da bei dieser Temperatur der Angriff der Säure auf das cellulosehaltige Material verhältmsmäßig langsam erfolgt. Durch eine solche Verzögerung der Neutralisation wird jedoch nichts gewonnen.

Im allgemeinen führt man die Neutralisation in der Weise durch, daß man das mit den Silanen behandelte Material in eine mild wirkende wäßrige, basische Lösung eintaucht, die vorzugsweise auf einen pH-Wert zwischen 7 und 11 eingestellt ist. Alkalische Neutralisationsmittel, die besonders geeignet sind, umfassen Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Calciumhydroxyd, Dinatriumphosphat, Trinatriumphosphat. Natriumacetat und ähnliche wasserlösliche basische Verbindungen, die nur schwach basische Lösungen mit hoher Neutralisationsfähigkeit ergeben.

Stärker basische Lösungen, beispielsweise mit einem pH-Wert von mehr als 11, sollen möglichst vermieden werden, da anscheinend das durch die Behandlung mit den Silanen gebildete Silikon wieder gelöst wird. Verdünnte Lösungen derartiger stark basisch wirkender Stoffe, wie z. B. Natriumhydroxyd, können verwendet werden, wenn ihr pH-Wert unter 11 liegt. Die Neutralisationsfähigkeit derartiger Lösungen ist jedoch sehr gering, weil eine sehr starke Verdünnung gewählt werden muß, um die schwache Alkalität zu erzielen. .

Ammoniak und Amine werden zweckmäßigerweise ebenfalls nicht als neutralisierende Stoffe verwendet, da ihre sich bei der Neutralisation bildenden Salze auf dem cellulosehaltigen Material 6g zurückgehalten werden und eine zunehmende Verschlechterung der Eigenschaften des Materials verursachen.

Es ist empfehlenswert, dem neutralisierenden Bad ein Benetzungsmittel beizugeben, das die Benetzung des behandelten cellulosehaltigen Materials wirksam fördert; hierzu kann ein nichtionisches oder kationisches Benetzungsmittel oder auch ein anderes in. Fachkreisen bekanntes Benetzungsmtitel verwendet werden.

Nach der Neutralisation wird das behandelte Material in Wasser gespült, um die gebildeten Salze und die Reste der Alkalilösung zu entfernen, ehe es getrocknet wird.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele für die Behandlung von Cellulosefasern enthaltenden Bahnen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben. Diese Beispiele beziehen sich auf die Behandlung von Geweben oder Gewirken; in ähnHcher Weise können aber beliebige andere Cellulosefasern enthaltende Bahnen behandelt werden.

Beispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren, welches für die Anwendung in technischem Maßstab das Verfahren zur kontinuierlichen Behandlung von Bahnen aus Cellulosefasern enthaltenden Stoffen, wie Geweben, Gewirken oder Papier, darstellt, besteht darin, daß man das Material durch eine Reaktionskammer hindurchführt, in der eine Aerosolmischung von Luft und Silan in Umlauf gehalten wird. Eine für die stetige Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert; es zeigt

Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf die Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

Die Vorrichtung besteht aus einer langgestreckten Kammer 10 in Form eines geschlossenen Kastens, der in jeder seiner beiden Längswände Ua und Hb Durchströmöffnungen 12 und 14 hat, die an eine U-förmig ausgeführte Umlaufleitung 18 angeschlossen sind, die ihrerseits an beiden Seitenwänden 11 a und 11& entlangführt und einen mittleren Leitungsabschnitt 20 enthält, der die beiden Schenkel 16 und 17 der U-förmigen Umlaufleitung 18 miteinander verbindet und quer vor der vorderen Schmalseite der langgestreckten Kammer 10 liegt. In der Verbindungsleitung 20 ist ein Ventilator 22 angeordnet, vor dem eine Sprühdose 24 eingebaut ist, durch die die zugeführten Silane zu feinen Aerosolnebeltröpfchen zersprüht werden.

Eine Gewebebahn 25 wird (vgl. Fig. 2) durch einen mit als Schleuse wirkenden, mit Gummiblenden 28 verschlossenen Schlitz 27 an der vorderen Schmalseite unten in die Kammer 10 eingeführt und läuft im Inneren dieser Kammer über obere und untere Führungsrollen 30, 32 hindurch und verläßt die Kammer 10 oben an ihrer hinteren Schmalseite durch einen ebenfalls mit Gummiblenden verschlossenen Schlitz 34. Um die Bewegung der Gewebebahn aufrechtzuerhalten, sind einige der oberen Führungsrollen als Antriebsrollen 30 α ausgebildet. Nach dem Verlassen der Kammer 10 wird die Gewebebahn durch ein Neutralisierbad 36 hindurchgeführt, in dem sie abwechselnd über obere Umlenkrollen und unter mehreren Tauchrollen 38 hindurchläuft und dabei

von der alkalischen Lösung gründlich durchspült wird. Im Anschluß an das Neutralisierbad läuft die Gewebebahn 25 durch einen (nicht dargestellten) Spülbehälter, in dem sie in vorzugsweise ständig erneuertem Wasser gespült wird, und schließlich durch einen (nicht dargestellten) Trockner, der z. B. ein bekannter, gegebenenfalls mit zusätzlichen Spannvorrichtungen versehener Spannrollentrockner sein kann.

Während des Behandlungsvorganges wird die Gas-Aerosol-Mischung in der Kammer 10 mit Hilfe des Ventilators 22 in ständigem Umlauf gehalten, während die Silane in den Luftstrom als Nebel eingeführt werden, um in der Kammer 10 eine Aerosolatmosphäre mit einer bestimmten Silandampfkonzentration aufrechtzuerhalten. Das Gewebe 25 läuft durch die Kammer 10 mit einer Geschwindigkeit, die der jeweils gewünschten Einwirkungsdauer der Silandämpfe auf das cellulosehaltige Material entspricht, wobei ständig weiteres Silan durch die Sprühdüse 24 in die Umlaufleitung hineingesprüht wird, um den Verbrauch an Silandampf auszugleichen und die Konzentration der Aerosolatmosphäre in der Kammer 10 im wesentlichen aufrechtzuerhalten.

Die Gleichmäßigkeit der Verteilung der Silandämpfe bzw. -nebel in der Kammer 10 wird wesentlich durch die Bewegung der durch diese Kammer hindurchlaufenden Bahn gefördert, da die von dieser Bahn mitgerissenen Gas- und Nebelteilchen stets innig durchmischt und durchwirbelt werden. Die Einführung und die Ableitung der Aerosolmischung erfolgt durch die einander gegenüberliegenden öffnungen 14 und 12 in den Seitenwänden 11a und 11 b der Kammer in einer Richtung quer zur Bewegung der zu behandelnden Bahn und parallel zu der Oberfläche der Bahn, so daß sämtliche Teile der Oberfläche des Gewebes in vollkommen gleicher Weise mit den Silandämpfen oder -nebeln in innige Berührung kommen.

Wie bereits oben kurz erwähnt wurde, ist es nicht unbedingt notwendig, das Silan bzw. die Silane in genauer Übereinstimmung mit der Durchführungsgeschwindigkeit der zu behandelnden Gewebebahn durch die Kammer in die Umlaufleitung einzuführen, da die Anwesenheit der Aerosolteilchen stets eine gleichmäßige und gleichbleibende Konzentration des Silandampfgehaltes der Atmosphäre in der Nähe des Sättigungspunktes sichert, so daß auf jeden Fall eine gleichmäßige und gleichförmige Behandlung der Gewebebahn erreicht wird. Die Menge des Silans, das bei einem normalen Verfahren zugeführt werden soll, ist ungefähr 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der durch die Kammer 10 hindurchgeführten Gewebemenge.

Nach dem Verlassen der Kammer 10 läuft die Gewebebahn durch das Neutralisierbad 36, das normalerweise eine warme, gesättigte, wäßrige Lösung von Natriumbicarbonat ist, die ein Benetzungsmittel enthält. Schließlich wird das Gewebe sorgfältig gespült, um Salze und Alkalireste zu entfernen. Nach diesem Spülen wird die Gewebebahn getrocknet, wobei sie unter Anwendung des Verfahrens gemäß dem deutschen Patent 1178 395 gespannt werden kann, um das Einlaufen bzw. Schrumpfen des Gewebes bei späteren Waschen soweit wie möglieh zu verhindern.

Es ist noch nicht vollständig klar, warum die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter besonderen Zeit- und Temperaturbedingungen behandelten cellulosehaltigen Stoffe keine wesentliche Einbuße an Festigkeit und sonstigen ursprünglichen Eigenschaften erleiden. Man kann jedoch annehmen, daß die Silane mit Oberflächenfeuchtigkeit an dem cellulosehaltigen Material einerseits und mit freien Hydroxylgruppen im Inneren der Cellulosefasern andererseits reagieren und dabei eine fest in den Fasern verankerte wasserabweisende Oberflächenschicht schaffen, bei deren Bildung Halogenwasserstoff frei wird. Ein Angreifen der Cellulosefasern wird vermieden, wenn man die Zeit- und Temperaturbedingungen während der Reaktion bzw. der Einwirkung der Silane auf das cellulosehaltige Material sorgfältig überwacht und unmittelbar im Anschluß an die Silanbehandlung eine Neutralisierung und Entfernung der sauer reagierenden Nebenprodukte vornimmt.

Es ist auch ein aus ungefähr 3O°/o tierischen und % einer etwa 50:50%-Mischung von Viscose- und Rayonfasern bestehendes Gewebe nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt worden. Anschließende Versuche haben keine Verringerung der Zugfestigkeit des Gewebes gezeigt, die Knitterfestigkeit und die Festigkeit gegenüber Schrumpffaltenbildung haben um ungefähr 15% zugenommen, während die Abrieb- oder Reibfestigkeit dreimal so groß wie bei den gleichen, auf bisher übliche Weise behandelten Geweben ist. Die wasserabstoßenden Eigenschaften des Gewebes sind sehr gut; sie sind durch fünf aufeinanderfolgende Wäschen nur ganz wenig verringert worden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Verfahren zum Wasserabstoßendmachen von Bahnen aus Cellulosefasern enthaltenden Stoffen durch Einwirkung von Dämpfen organisch substituierter halogenierter Silane und anschließende Behandlung mit neutralisierenden Mitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Behandlung mit besagten Silanen das Material mit geringem Feuchtigkeitsgehalt kontinuierlich durch einen mit einem Aerosol aus einem oder mehreren leicht verdampfbaren organisch substituierten halogenierten Silanen in einem inerten Gas gefüllten Raum bei einer Temperatur unter etwa 38° C hindurchführt, in den kontinuierlich eine dem Verbrauch entsprechende Menge des Silans bzw. der Silane in feindispergierter Form nachgeliefert wird, wobei durch entsprechende Wahl der Durchleitgeschwindigkeit des Materials dafür gesorgt wird, daß die mit abnehmender Temperatur zunehmende Einwirkdauer des Aerosols nicht über 6 Minuten hinausgeht und vornehmlich zwischen 1 Sekunde und 1 Minute liegt und daß anschließend in bekannter Weise neutralisiert wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Aerosol aus Methyltrichlorsilan, Dimethyldichlorsilan, Methyldichlorsilan oder Trimethylchlorsilan oder vorzugsweise aus einer Mischung dieser Stoffe benutzt.

   3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch-eine Kammer (10) mit Einlaß- und Auslaßschleusen (27, 28, 34) und MiWeIn(SO, 30 a,

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   32) zum Hindurchfuhren der Bahnen aus Cellulosefasern enthaltenden Stoffen sowie Ein- und Austrittsöffnungen (12, 14) für das Aerosol, die über eine Umlaufleitung (18) mit eingebauter Zerstäuberdüse (24) und einem Ventilator (22)

   für die Aerosolbildung (22, 24) miteinander verbunden sind.

   In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsches Patent Nr. 1178 395.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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