DE1619069A1 - Verfahren zum Ausruesten von Stoffen und danach behandelte textile Werkstoffe - Google Patents

Description

η»TckiTAKiiAiiriτπ 8500 NÜRNBERG, den 3o Mai 1967

PATENTANWÄLTE Königstraße 1 (Museumsbrücke) -

DR. MAX SCHNEIDER

DR. ALFRED EITEL ERNSTCZOWALLA

DIPL. ING. - DIPU LDW.

NÜRNBERG

Fernsprech-Sammel-Nr. 20 39 31
Bankkonten: Deutsche Bank A.G. Nürnberg

und Hypobank Nürnberg

Postscheck - Kontos Amt Nürnberg Nr. 38*05

Drahtanschrift: Norijpatent

-diese· Hr. 20 931/Bü-

Pö-

G-agliardi Research Corporation, East Greenwich, Rhode Island/USA

"Verfahren zum Ausrüsten von Stoffen und danach behandelte textile Werkstoffe¹¹

Die Erfindung bezieht sich auf (a) Verfahren zur,Verbesserung der Dauerbügeleigenschaften von Zellulose-Stoffen, (b) Gemische zur Verwendung in diesen Verfahren und (c) Zellulose-Stoffe mit verbesserter FaI-tenbeständigkeit. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren, die dazu dienen, Zellulose-Stoffe sehr widerstandsfähig gegen Knittern in nassem und trockenem Zustand zu machen, während jedoch dem Stoff gute Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Biegeabriebfestigkeit erhalten bleiben. Die Erfindung bezieht · sich auch insbesondere auf Zellulose vernetzende Gemische zur Anwendung bei der Durchführung dieser Verfahren und neue und verbesserte Baumwollstoffe, die unter Ausnützung dieser Verfahren und Gemische hergestellt sind.

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Zellulose-Stoffe, die mit chemischen Reagenzien zur Erhöhung der Faltenbeständigkeit behandelt sind, sind heute bereits im Handel ohne Schwierigkeiten erhältlich. Baumwollgewebe, die zur Verbesserung der Knitterfestigkeit mit Vernetzungsmitteln behandelt wurden, sind i» weitem Rahmen bei der Herstellung von Kleidungsstücken, beispielsweise Herrenhemden und Damenkleidern, in Verwendung. Diese Art von Material wird "wash and wear"-Stoffe und die entsprechende Kleidung "durable press garments" genannt.

Die Verfahren zum Ausrüsten von Zellulose-Stoffen mit chemischen Reagenzien zur Verbesserung der Faltenbeständigkeit können in zwei weite, getrennte Kategorien unterteilt werden, nämlich die, bei denen wässrige Lösungen von Behandlungsmitteln verwendet werden und, im Gegensatz dazu, die, die unter wasserfreien Bedingungen zur Anwendung kommen müssen, wobei im allgemeinen inerte oder nicht reagierende organische Lösungen Verwendung finden«

Die Erfindung bezieht sich auf die Kategorie von Stoffbehandlungsmethoden, die in die erste Klasse fallen, nämlich die, bei denen wässrige Lösungen Verwendung finden. In dieser Behandlungskategorie gibt es Verfahren, die Faltenbeständigkeit in feuch-

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tem Zustand geben, ohne in einem wahrnehmbaren Maß die Faltenbeständigkeit des Stoffes in trockenem Zustand zu verändern. Es gibt auch Verfahren, die die Faltenbeständigkeit in trockenem Zustand verbessern, ohne ersichtlichen Effekt auf die Faltenbeständigkeit in feuchtem Zustand. Schließlich gibt es noch eine dritte Klasse von Verfahren, die eine Verbesserung sowohl in der Faltenbeständigkeit in feuchtem Zustand, als auch in trockenem Zustand des behandelten Gewebes bewirkt. Die Erfindung betrifft diese dritte Art von Verfahren.

Mittel gegen Faltenbildung, die auf Zellulose-Stoffe aus wässrigen Lösungen heraus aufgebracht sind, können auf zwei Arten wirken. Erstens kann das Mittel in der Lage sein, in ein faseriges Material auszuhärten, wobei die sich ergebende Faltenbeständigkeit dee behandelten Stoffes auf innere Vernetzung des Behandlungsmittels mit mechanischer Bindung an die lasern zurückzuführen ist. Da eine Reaktion zwischen diesem Behandlungsmittel und den Pasern zur Erzielung de* Anti-Falten-Effektβ nicht nötig ist, können derartige Mittel zur Behandlung von Gewebematerialien au· beliebigen Arten von Fasern verwendet werden. Ein anderer typ von waaeerlösliehen, gegen Faltenbildung wirkenden Mitteln sind Stoffe, die von selbst nicht in der Lage sind auszuhärten oder faserige Keaktioneprodukte au bilden, sondern die zur BiI dung ihrer gegen Falten wirkenden Eigenschaften von ei-

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ner Reaktion mit Zellulose-Pasern des behandelten Stoffes abhängig sind. Solche Mittel sind in ihrer Anwendung auf die Behandlung von Textilien eingeschränkt, die Hydroxylgruppen oder andere Gruppen enthalten, die in der Lage sind mit dem Behandlungsmittel zu reagieren, um eine chemische Reaktion hervorzurufen, die die Faltenbeständigkeit des behandelten Gewebes erzeugte

Viele Behandlungsmittel, die vorgeschlagen worden waren und von denen einige heute bei der Veredelung von Baumwollstoffen zu "wash and wear"-Stoffen kommerziell verwendet werden, passen nicht genau zu einem dieser zwei Typen von Materialien. Daher scheint es, als ob schließlich die Faltenbeständigkeit des behandelten Stoffes nicht nur auf eine Reaktion zwichen dem Behandlungsmittel und der Zellulose zurückzuführen wäre, sondern auch auf eine Vernetzung des Behandlungsmittels selbst, was zu einem wesentlichen Anteil von Harzbildung durch Aushärtung in Verbindung mit einer Reaktion mit den Hydroxylgruppen der Zellulose-Fasern führt· Die Erfindung betrifft Verbesserungen beim Appretieren von Zellulose-Stoffen innerhalb des ganzen Spektrums von Anti-Falten-Mitteln die in die Gruppe derer gehören, die Stickstoff enthalten, wasserlöslich sind und, wenigsten« bis zu ei*·

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nem gewissen Grad, mit Zellulose.reagieren. Der Ausdruck "organische, wasserlösliche, die Faltenbeständigkeit von Zellulose Verbessernde Mittel", wie er im folgenden verwendet wird, "bedeutet irgendeines der Stickstoff enthaltenden Behandlungsmittel für Stoffe, die verwendet werden können, um Zellulose-Stoffen Faltenbeständigkeit zu verleihen·

Die meisten der bekannten Verfahren zur Verleihung von Faltenbeständigkeit in trockenem Zustand bei Baumwollstoffen verursachen eine Verminderung der Festigkeit von 25-35^5 dies war eine» der Hauptprobleme bei der Verwendung dieser Art von Appreturen zur Erzielung von Faltenbdatändigkeit bei Zellulose-Stoffen. Sogar noch wesentlicher ist die Tatsache, daß ein Festigkeitsverlust von 50fo oder mehr sich normalerweise ergibt, wenn diese Mittel bei Baumwolle in einem ausreichend hohen Prozentsatz verwendet werden, um den Stoffen gute Faltenbeständigkeit in feuchtem Zustand zu verleihen.

Ein hoher Grad von Faltenbeständigkeit in feuchtem Zustand kann beispielsweise durch Oyanoäthylation unter genau gesteuerten Behandlungsbedingungen erreicht werden. Auch wurde bereits in relativ hoher Konzentration unter saueren Bedingungen angewendetes Formaldehyd zur Vernetzung von Zellulose verwendet, um so Khitterfestig-

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keit zu erreichen. Die unter alkalischen Bedingungen aufgebrachten Stoffe für diesen Zweck schließen Divinyl-Sulfon oder dessen Derivate oder Epichiorhydrin oder des~ sen Derivate ein» Die Behandlung von Zellulose mit diesen letzteren Arten von Anti-Falten-Mitteln führt unmittelbar zu relativ hohen Verlusten bei der Festigkeit des Stoffes, sowie Farbveränderung und im allgemeinen ist die Faltenbeständigkeit des Stoffes in trockenem Zustand nicht gut.

Es besteht Bedarf für verbesserte in einer kommerziell durchführbaren Weise ausnützbare Verfahren.zur Behandlung von Baumwolltextilien oder anderen Zellulose-Stoffen, um den Stoffen in einem hohen Grad Knitterfestigkeit sowohl in feuchtem, als auch in trockenem Zustand zu verleihen, ohne gleichzeitig einen Verlust an Zugfestigkeit hervorzurufen und andere Eigenschaften des behandelten Stoffes ungünstig zu beeinflussen. Die vollständige Entwicklung des Effekts einer besonderen Behandlung, wie sie auf Zellulose- oder andere Fasern oder -Gewebe angewendet wird, kann, zusätzlich zur (A) Zugfestigkeit, die Betrachtung'von (B) Festigkeits-Index, (C) Abriebfestigkeit und (D) Reißfestigkeit erfordern.

Hauptziel der Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Verbesserung der Knitterfestigkeit in feuchtem und trockenem -Zustand von Baumwolle und anderen Zellulose-Stoffe^ ohne gleichzeitig unannehmbare Veränderungen bei den Wer-9831/1834

ten A bis D, wie sie oben festgelegt wurden, oder bei anderen erwünschten Eigenschaften der Gewebe,anzugeben·

Ein anderes Ziel ist die Schaffung von neuen und verbesserten, mit Zellulose reagierenden Gemischen, die die Wirkung haben, Baumwolle, Leinen, Viskose-Kunstseide, Azetat-Kunstseide und ähnliche Textil-Stoffe hoch knitterfest in feuchtem Zustand zu machen und gleichzeitig Knitterfestigkeit in trockenem Zustand zu schaffen, während die guten Kennwerte und Eigenschaften des Stoffes erhalten bleiben.

Die Erfindung sucht auch nach Verbesserungen bei der Verwendung von wasseriös Hohen, Zellulose vernetzenden Mitteln, um Zellulose-Stoffen Paltenbeständigkeit in feuchtem und trockenem Zustand zu verleihen ohne Verlust an Zugfestigkeit, !Festigkeits-Index, Reißfestigkeit und Biegeabriebfestigkeit des behandelten Stoffes»

Diese Ziele werden erfindungsgemäß durch die Behandlung des Zellulose-Stoffes m|t einer wässrigen Lösung eines organischen, wasserlöslichen, die Faltenbeständigkeit der Zellulose erhöhenden Mittels, wie es oben definiert ist, und - zusätzlich als wesentlichem Bestandteil - einem organischen Zellulodilator, wie er anschließend definiert wird, erreicht,

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Insbesondere umgreift die Erfindung die Verleihung von Faltenbeständigkeit von Zellulose-Geweben durch:

(A) Imprägnierung eines Zellulose-Stoffes mit einer wässrigen Lösung mit folgenden Bestandteilen:

(a) ein wasserlösliches, Stickstoff enthaltendes, hitzehärtbares, organisches, die Faltenbeständigkeit verbesserndes Mittel aus einer der bekannten allgemeinen Klassen von die Faltenbeständigkeit von Zellulose verbessernden und vernetzenden Mitteln, das vorteilhafterweise aus einer der Gruppen gewählt ist, die bestehen aus:

wasserlöslichen Amin-Aldehyd Reaktionsprodukten, Formaldehyd, Alkanol-Hemiformalen, Dialdehyden und Aziridinyl-Phosphin-Oxyden, und

(b) einen.organischen Zellulodilator, Λβτ in der Lage ist einige Hydrogen-Bindungen in den kristallinen Gebieten der Zellulose-Fasern zu öffnen und der vorteilhafterweise aus der anschließend aufgeführten Gruppe von Stoffen ausgewählt ist;

(B) Trocknung des imprägnierten Gewebes um einen Rest des wasserlöslichen, die Faltenbestänigkeit erhöhenden Stoffes und des Zellulodilators im Gewebe zu lassen und

(C) Erhitzung des getrockneten Gewebes auf eine erhöhte

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Temperatur, die ausreicht um den imprägnierten Stoff auszuhärten und Faltenbeständigkeit des Stoffes zu erzeugen. Vorteilhafterweise wird die Behandlung unter sauren Bedingungen, d.h. bei einem pH-Wert zwischen 1 und 7, vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen etwa 2 und 6, in Anwesenheit eines sauren, Aminoplastbildenden Katalysators durchgeführt.

Mit dem Ausdruck "wasserlöslich", wie er hier verwendet wird, ist ein Stoff gemeint, der wenigstens zu 1 Gewichtsprozent in Wasser bei 2O⁰G löslich ist,

Vorzugsweise sind die neuen Behandlungsgemische Lösungen in Wasser, die zwischen 1 bis 20 Gewichtsprozent eines organischen, die Faltenbeständigkeit verbessernden Mittels,. 1 bis 50 Gewichtsprozent des Zellulodilators und 1 bis "tC'JL eines Härte-Katalysators für das die Paltenbeständigkeit verbessernde Mittel enthalten. Diese lösungen werden auf den Stoff durch Polstern oder vergleichbare Imprägnier-Verfahren aufgebraoht, um einen Auftrag von ungefähr 50 bis 150 Gewichtsprozent dieser wässrigen Lösung zu erhalten. Gemische von zwei oder mehreren Zellulodilatoren können vorteilhaft verwendet werden, wobei in bevorzugten Kombinationen synergistische Effekte hervorgerufen werden.

Nach dem Aufbringen der wässrigen Behandlungslösung wird der imprägnierte oder auf sine andere Weise behandilte

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Stoff oder die Faserlage getrocknet und dann auf eine Temperatur zur Aushärtung des imprägnierten Stoffes erhitzt. Typische Trockenbedingmigen umfassen Erhitzung auf eine Temperatur von 100 bis 150⁰C für eine Zeit zwi-Bchen 1 "bis 60 Minuten; typische Härtebedingungen umfassen Erhitzung auf 100 bis 200°C für 1 bis 60 Minuten anschließend an die Trocknung. Nach dem Härtevorgang werden die behandelten Stoffe vorzugsweise zur Entfernung nicht umgesetzter Reagenzien gespült und getrocknet, vorteilhafterweise unter Festlegung der Abmessungen, zur Fixierung der endgültigen form und Abmessungen des behandelten, trockenen Stoffes·

Der Ausdruck "Zellulodilator", wie er hier verwendet wird, bedeutet eine Verbindung, die in der lage ist, Zellulose in einem stärkeren Maße zu verlängern oder anschwellen zu lassen wie Wasser bei Temperaturen zwischen 10 und 10O⁰C, und die zusätzlich folgende Anforderungen erfüllt:

(a) sie stört das Aushärten des die Knitterfestigkeit erhöhenden Mittels nicht und reagiert mit diesem Mittel oder vergiftet den Härte-Katalysator nicht;

(b) sie ist wasserlöslich, d.h. 1 bis 100 oder mehr Teile lösen sich in je 100 Teilen Wasser bei 20⁰Cj

(c) sie ist relativ wenig flüchtig bei Temperaturen zwischen 100 bis 200⁰C;

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(&) sie zersetzt die Zellulose oder verschlechtert 'die Pasern bei den Benützungsbedingungen nicht;

(e) sie verfärbt die Zellulose bei den Behandlungsbedingungen nicht wahrnehmbar und

(f) sie ist in der Lage, eine erhöhte Tränkung der Zellulose-Paser durch das die Faltenbeständigkeit erhöhende Mittel im Vergleich zur Tränkung in ihrer Abwesenheit hervorzurufen.

Ein vollständigeres Verständnis der neuen Verfahren, Gemische und verbesserten Zellulose-Stoffe nach der Erfindung ergibt sich aus der Beschreibung der folgenden, in Einzelheiten gehenden Beispiele von gemäß der Erfindung durchgeführten Arbeitsgängen_e In diesen Beispielen und im Rest der Beschreibung und in din Ansprüchen sind alle Angaben von Teilen oder Prozentsätzen auf das Gr©d-cht bezogen, wenn es nicht anders angegeben ist.

Beispiel 1: ·

Muster eines ebenen, gewebten Baumwolldruckstoffes wurden durch völliges Eintauchen in die Versuchslösüng bei 20⁰O imprägniert, anschließend gemangelt, um einen Feuchtigkeits· auftrag von etwa 80$ zu erhalten, dann auf die ursprünglichen Abmessungen gespannt, in einem Heißluftofen 5 Minuten bei 120 C getrocknet und in einem zweiten Heißluftofen 5 Minuten bei 120⁰C gehärtet» Iiie Muster wurden in einer automatischen Haushaltswaschmaschine gewaschen, um nicht umgesetzte Reagenzien zu entfernen und auf Rahmen wieder 009831/1834

Minuten bei 12O⁰C getrocknet. Die verschiedenen verwendeten Versuchslösungen waren: lösung 1:

2$ Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat Lösung 1A

2$ Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat 10$ Mmethyl-Sulfoxyd Lösung 2

4$ Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat Lösung 2A

4$ Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat 10$ Dimethyl-Sulfoxyd Lösung 5

6<fo Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat Lösung 3A

6$ Dim«thylol-Äthylen~Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat 10$ Dimethyl-SuTfoxyd Lösung 4

8$ DimethylolAÄthylen-Harnstoff 1$ wässriges Zinknitrat

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Lösung 4A

Dime thylο1-1thylen-Harnstoff

wässriges Zinknitrat

Dimethyl-Sulfoxyd
Lösung 5

10$ Dimethylol-Ithylen-Harnstoff

1$ wässriges Zinknitrat Lösung 5 A

Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

fo wässriges Zinknitrat

Dimethyl-Sulfoxyd
Die Gewebemuster wurden 24 Stunden lang bei 65$ relativer Feuchtigkeit und etwa 20⁰O konditioniert₉

Eine Untersuchung der behandelten Gewebe ergab,daß bei gleichen MCRA-Priifungsbedingungen die Zugfestigkeit, Reißfestigkeit und Biegeabriebfestigkeit deutlich durch die Verwendung von Dimethyl-Sulfoxyd im Vergleich zu den gebräuchlichen Verfahren der Verwendung nur des Stickstoff haltigen, wasserlöslichen, mit der Zellulose reagierenden Mittels, nämlich Dimethylol-Ä'thylen-Harnstoff, verbessert wurden.

Beispiel 2s '

Muster verschiedener, unterschiedlicher Zellulose-Stoffe wurden nach dem in Beispiel 1 allgemein beschriebenen Verfahren behandelt, wobei Vereuchelö-

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sungen und Stoffe wie in der folgenden Tabelle 1, in der die Versuchsergebnisse aufgezeichnet sind, angegeben, verwendet wurden»

Tabelle 1

Gewebe

Imprägnierbadzusammensetzung &DMSO

MCRA

naß trokken

Viskose	10	0	197	215
	10	20	208	220
Baumwolle	5	0	240	231
	VJl	10	249	226
Leinen	VJI	0	254	210
	5	20	263	190

Zugfestig-	keit
	31
1	34
1	10
1	19
1	53
	57

♦Viskose « 100$ Viskose-Kunstseide Baumwolle = 100$ feines englisches Tuch Leinen = 100$ Leinen, TaschentuchQualität

DMÄH = Dimeth^lol-Äthylen-Harnstoff DMSO = Dimethy1-Sulfoxyd Katalysator » 1$ wässriges Zinknitrat,

Diese Daten zeigen, daß die beobachteten Verbesserungen auch mit anderen Zellulose-Pasern als Baumwolle erreicht werden können und auoh mit unterschiedlichen Baumwollstoff -Auf baut en.

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Beispiel 3:

Muster von baumwollenen Druckstoff wurden wie in Beispiel 1 allgemein beschrieben behandelt, wofeei verschiedene Stickstoff haltige, wasserlösliche, mit Zellulose reagierende Mittel'mit und ohne Dimethyl-Sulfoxyd verwendet wurden» Die Versuchsergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.

	DMSO	Tabelle	2	MCRA	trok-	Zugfestigkeit
	kein	naß	ken
Imprägnierbadzu—	0		120
sammensetzung	10	138	275	110
Reago Stoff	0	244	246	57
keiner	10	252	224	65
7,5$ DMÄ3I	0	219	196	69
7,5* DMlT	10	220	226	79
5fo DMlH-OH	227	203	66
5f° DMlH-OH	235		74
5fo IT/MM
5$ IT/MM

Reag. Stoffe und Katalysatoren

DMlT * Dimethylol-N-lthyl-Triazon mit 1$ wässrigem Zinknitrat

DMlH-HO * Dimethylol-bis-Hydroxyäthylen-

Harnstoff mit 1$ wässrigem Zinknitrat

IT/MM * ein 1:1 Gemisch (Gewicht) von DMlT und Trismethoxymethyl-Melamin mit

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1,2$ Magnesiumchlorid-Hexahydrat.

Obwohl in unterschiedlichem Maß, so wurde doch mit jedem Material eine Verbesserung im MCRA-Zugfestigkeits-Verhältnis in feuchtem Zustand erreicht,

Beispiel 4:

Muster von Baumwoll-Druckstoff wurden, wie in Beispiel 1 beschrieben, mit 5$ Dimethylol-Äthylen-Harnstoff, 1$ wässrigem Zinknitrat und unterschiedlichen Anteilen von Dimethyl-Sulfoxyd behandelt, wie dies in Tab. 3 angegeben ist, die die Werte für Faltenerholung und Zugfestigkeit in feuchtem und trockenem Zustand der getrockneten und behandelten Stoffe aufzeigt.

	naß	Tabelle 3	Zugfestigkeit
DMSO	' 237	MCRA
	240	trocken	62
o io	244	244	67
2,5*	245	244	65
5 io	• 230	70
10 «	233

Beispiel 5:

Die vergleichsweisen Effekte von verschiedenen Zellulodilatoren auf die physikalischen Eigenschaften eines 80 χ weißen Baumwoll-Druckstoff es,, der mit einer wässrigen Lösung von 5io Dimethylol-lthylen-Harnstoff, 1$ wässrigem Zinknitrat und unterschiedlichen Mengen des Zellulodila-

tors in Wasser behandelt wurde ₉ ist in der folgenden Tabelle aufgezeigt:

Tabelle 4

Behandlungsbad-Zusatz	Zusammenset	MGRA	trocken	Zugfestig	63
Eonze	zung*	naß		keit	67
	-		236		66
0	DMSO	238	219	71
1C$	DMi1	255	225	73
10$	DMF	246	222	70
20$.	DMAo	253	219	71
10^	DMAc	249	228	69
20fo	IiTC	244	195
Wo	U-M-P	250	220
	254

*DMS0 - Dimethyl-Sulfoxyd DMF - Dimethylformamid DMAc - Dirnethyl-Asetamid LiTC » lithium-Thiooyanat HMP - N-Methyl-Pyrrolidon

-Beispiel 6:

Die Wirkung von verschiedenen Zusätzen, die in Verbindung mit einem die Faltenbeständigkeit erhöhenden Mit*, tel bei der Behandlung von Baumwollstoffen verwendet wurden, wurde in einem Bereich von 1 "bis 2Gf£ untersucht. Es wurde gefiiiid.82i_? daJ .die Wirksamkeit der durah das Verfahren hervorgerufenen Terbesseria&gen sieh im allgemei-

ORlGlNAL INSPECTS? 099831 ^ t834

~ 18

nen proportional zur Konzentration ändert. Die Versuche wurden an Stücken aus 100$ Baumwolle, 7 oz. Köperstoff durchgeführt, der mit der jeweiligen Versuchslösung imprägniert wurde, auf eirüfem Rahmen 3 Minuten lang bei 105°0 getrocknet und 10 Minuten bei 165°0 gehärtet wurde. Bei der die faltenbeständigkeit erhöhenden Kontroll-Behandlung wurde eine Behandlungslösung

öl verwendet, die 8$ 1,3-Dimethyl/4,5-Dihydroxyimid~azolidon und 0,8$ Zn(UO₅)₂.6HgO enthielt. Die folgende Tab„ 5 zeigt die Eigenschaften des Stoffes ₉ die durch die übliche Behandlung (Kontrolle) erzeugt wurden, und die Effekte, die sich bei Verwendung verschiedener Zus" oiäe ergaben.

Tabelle 5

Einfluß von Zusätzen auf die· Abriebfestigkeit von knitterfreien Baumwollgeweben

Zusatz im Behandlungs- Knitterbad festigkeit

Biegeabriebfe-

keine - Kontrolle

Dirnethyl-Sulfoxyd 2-Pyrrolidon

Methyl-Pyrrolidon 2₉5$> lithiumbromid 1,0$ Kaliumbromid 10$ Vinyl-Pyrrolidon

trok-

Oberflächen abrieb

ken	naß	176	917
268	253	504	1561
258	260	238	2942
250	244	285	1652
265	277	357	2659
242	244	308	2098
261	251	351	1392
262	248

G09831/1S34

-19- 1619059

ja Zusatz im Behandlungs- Knitter- Biege-

, , - .. ,,+ abriebfe*» flächen-

tad festigkeit

trok- naß ken

IO96 Tetramethyl-Harnstoff 261 265 450 . 2305

IO96 Natrium-Xylen-Sulfonai^51 266 364 1589

10/0 DMS0+5# MgCl₂ο6H₂O 269 279 435 2420

IO9& EMS0+2,5£ 2-Pyrrolidon£61 265 473 3275

10$ DMS0+2,5$ Butyrolakton258 272 426 2072

595 GaGl₂ 222 228 531 3274

IO9& MgCl₂.6H₂O 260 260 257 1536

Das Verfahren zur Herstellung der zur Erlangung der Daten von Tab« 5 untersuchten Muster war das in Beispiel 1 beschriebene.

Beispiel 7:

Weiße Baumwoll-Köperstoffe wurden mit einer verzögert aushärtenden Dauerbügel-Ausrüstlösung imprägniert,,die 10$ eines 1,3-Dimethylol-4,5-Dihydrosty~Äthylen-Harnstof f es und 1$ Zn(FO,)₂*6H₂0-Katalysator enthielt, gepolstert und 5 Minuten bei etwa 105°C getrocknete» Dann wurden si* 5 Minuten bei etwa 16O°C gehärtet. Ähnliche Behandlungen wurden durchgeführt, wobei in den oben genannten Lösungen verschiedene Zellulodilatoren allein oder in synergistischen Gemischen enthalten waren. Die Ergebnisse der mit den behandelten Stoffen durchgeführten Versuche sind unten wiedergegeben. -

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Zellulodilator in Knitter- Ober-

der Appretierlösung

Kein - Kontrolle
5$ DMSO

5$ DMSO+59& Al(OH)₂-•01

596 DMSO +

5?° Zr(HO)₃Cl

5<fo DM30

6H₂O

DMSO +
5$ CaCl

festigkeit flächenabrieb" trokken naß

260 255 860 255 265 1780

270 260 3250

269 280 3110

270 269 2700

265 259 2890

Farbe des ausgehärteten Gewebes

gelb schwach gelb

weiß

weiß Weiß weiß

Wurden die ausgehärteten, knitterfesten Stoffe weiter bei etwa 185°C eine Minute lang gebügelt, blieben die, die den gemischten organisch-anorganischen Zellulodilator enthielten, weiß,, Das Kontrollmuster wurde braun. Das DMSO enthaltende Muster war gelb. Da die meisten im Handel befindlichen Dauerbügelharze rohe Reaktionsprodukte sind, ist der Wert der Mischungsbestandteile von organischen und anorganischen Zellulodilatoren bei der Erzeugung verbesserter Parbfestigkeits- und Knitterfestigkeitswerte aus den obigen Daten ersichtlich.

Gemische aus organischen und anorganischen Zellulodialtoren können zu besseren Gesamtergebnissen führen, al« die Verwendung eines der beiden Bestandteile allein. Beispielsweise wirken Gemische von DMSO mit:

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Z irkoniumchlorhydroxyd	Zr(OH)11Cl1n
AluminiumchlorhydroXyd	Al(OH)nOln
Magnesiumchlorid	MgOl2
Kaiζiumchlorid	OaCIp

mit einer größeren Zahl von die Faltenbeständigkeit verbessernden Harzen und Reagenzien, als DMSO allein; sie verhindern das von kommerziellen, auf Glyoxal-Basis aufgebauten Dauerbügelharzen hervorgerufene Vergilben der Stoffe; schließlich erzeugen sie sogar ein besseres lestigkeits-Knittererholungs-Verhältnis des Stoffes.

Yersuchswerte

Die physikalischen Untersuchungsmethoden, die zur Untersuchung der in den behandelten Stoffen der obigen Beispiele hervorgerufenen Effekte verwendet wurden, sind nachfolgend beschrieben. Alle angegebenen Werte sind das Mittel aus fünf Wiederholungsversuchenο

MORA - Monsanto Crease Recovery Angle in Grad - völlige Krümmung plus füllung, wenn es nicht anders bestimmt ist, fed.Spec. CC0-T~191b, Methode 5212. Merke: MORA-Werte in feuchtem Zustand ergeben sich, indem das Versuchsmuster in destilliertem Wasser mit 0,1$ Netzmittel bei Raumtemperatur eine Stunde eingeweicht und nach anschließendem Trocknen mit Löschpapier wie oben untersucht wird. Zugfestigkeit - Grab Methode in Pfund. Fed.Spec. ODC-T-191b, Methode 5132.

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Biegeabriebfestigkeit - Anzahl der Biegebewegungen

"bis das Muster C.S«I nicht mehr entspricht. Stoll Biege-Tester, 1 Ib. Zug/1,2 Ib. Belastung. ASTM-Methode D1175-55T.

Oberflächenabrieb - Wyzenbeek-Oberflächen-Abriebtest der American Association of Textile ChemistE and Colorists, ausgedrückt durch die Zahl der Beanspruchungen bis zum Unbrauchbarwerden.

OIe Behandlungsgemische, die bei der Durchführung der die IaItenbeständigkeit verbessernden Verfahren der Erfindung verwendet werden, sind wässrige lösungen, die zwei wesentliche Bestandteile enthalten, nämlich {a) ein organisches, wässerlösliches, die Faltenbeständigkeit von Zellulose verbesserndes Mittel, das dafür bekannt ist, daß es die Faltenbeständigkeit verbessernde Eigenschaften besitzt, wenn es bei der Behandlung von Zellulose-G-eweben verwendet wird, und (b) einen Zellulodilator, wie er bereits definiert wurde. Die Erfindung wird vorzugsweise unter Verwendung von wasserlöslichen Amin-Aldehyd-Reaktionsprodukten durchgeführt, von denen bekannt ist, daß sie zur Verbesserung der Faltenbeständigkeit von Baumwolle oder anderen Zellulose-Stoffen brauchbar sind. Die Erfindung kommt jedoch auch in Frage für den Gebrauch mit einer beliebigen anderen Form eines Stickstoff haltigen, wasserlöslichen, organischen Filtels-, das jetzt als zur Erhöhung der Faltenbeständigkeit von

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Zellulose-Stoffen geeignet bekannt ist, oder das in Zukunft für diesen Zweck gefunden werden kann, Z₀B. wasserlösliche, alkylierte Amin-Aldehyd-Reaktionsprodukte, Aziridinyl-Phosphin-Oxyde oder vergleichbare Stoffe.

Spezielle Beispiele für stickstoffhaltige, wasserlösliche, durch Hitze aushärtbare, organische, die *'altenbe~ ständigkeit von Zellulose-Stoffen verbessernde Mittel, die vorteilhafterweise gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind:

Aus der Klasse der Amino-Aldehyd-Reaktionsprodukte, die Monomere und wasserlöslichen Polymere:

Dirne thylol-Hamst off

Trimethylol-Melamine

Dimethylol-Äthylen-Harnstoff

Polyme thy1ol-Me lamin

Polymethylol-Alkyl-Karbamate

Polyalkylierte Monoureine (s₀ US-Patentschrift Nr.

3 209 010)

Ν,Ν-Dimethylol- oder Dialkoxymethy1-Monoheterοzyklische Harnstoffe, wie sie durch die folgende allgemeine Strukturformel dargestellt werden können:

R-OGH₂-N N-CH₂O-R

dabei ist X: 0=0, C=NH oder C=S

R: H oder ein niedriger Alkylrest und Ύ: ein zweiwertiger OlefIh-.oder substituier ter Olefinrest, z.B_c:

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2 2

-CH₂CH₂CH -CH₂CO-

CR	P	CR
		I
OR		OR
CH	CH2 (
3H-

OR OR

-CH₂-O-CH₂;

CH₀-CH-CH₀-

-= ι ²

-CH - CH- OR

I I

OH OH

Aus der Klasse der alkylierten Amino-Aldehyd-Reaktionsprodukte, die Monomere und wasserlöslichen Polymere:

Dirnethoxymethyl-Harnstoff

Trimethoxymethyl-Melamin. Aus der Klasse der Aziridinyl-Riosphin-Oxyde:

Tris-Aziridinyl-Phosphin-Oxyd, Tris-Methyl-Aziridinyl-Phosphin-Oxyd.

Verschiedene organische und anorganische Zellulodilatoren sind bekannt und wurden bei verschiedenen früheren Verfahren verwendet, um Zellulose-Moleküle bei chemischen Reaktionen zu vergrößern_e Dieses Reagenz muß die Zellulose-Fasern vergrößern und sie während des Aushärtens des die Faltenbeständigkeit erhöhenden Mittels erhalten, sogar nachdem das Wasser verdampft ist. Es wurde gefun-

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den, daß von der bekannten Klasse von Mitteln die organischen Verbindungen bei den neuen Verfahren dieser Erfindung zu den besten Ergebnissen führen. Dimethyl-Sulfoxyd ist dei bevorzugte Zellulodilator^ zu den anderen brauchbaren organischen Zellulodilatoren gehören jedoch auch Dimethylformamid, Dimethyl-Azetamid, N-Methyl-Pyrrolidon, 2-Pgrrolidon, Tetramethyl-Harnstoff, Vinyl-Pyrrolidon, Natrium-Xylen-Sulfonat, Butyrolakton und Dimethyl-Sulfon.

Lithium-Thiocyanat ist ein Beispiel für einen anorganischen Zellulodilator_e Andere anorganische Salze, die höher in der Hofmeister'sehen Reihe stehen als Iiithium-Thiocyanat kommen ebenfalls für den Gebrauch in Betracht, beispielsweise wasserlösliche anorganische Salze mit mehr Kristallwasser als Lithium-Thiooyanat, z.B_e LiBr, OaBr₂, MgCl₂ und CaCl₂.

Die Eehandlungsgemisehe, die verwendet werden, um Zellulose-Stoffen laltenbeständigkeit in feuchtem und trockenem Zustand gemäß der Erfindung zu verleihen, sind wässrige Lösungen_?,die aufgelöst das stickstoffhaltige, organische Anti-Faltenmittel, den Zellulodilator und vorzugsweise zusätzlich einen saueren, ein Aminoplast bildenden Katalysator enthalten. Im allgemeinen werden die lösungen 1 bis 2OfS des stickstoffhaltigen Mittels, 1 bis 20# Zellulodilator und 1 bis 5$ des sauren Katalysators enthalten.

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Spezielle Beispiele von sauren Katalysatoren, die zur Beschleunigung der Aushärtung der stickstoffhaltigen Komponenten und deren Reaktion mit der Zellulose in den Geweben verwendet werden können, umfassen Zinknitrat, Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Zink-Fluoroborat und vergleichbare, sauer reagierende Metallsalze. Zusätzlich können sauer reagierende Salze von Ammonium oder Aminen verwendet werden, beispielsweise Ammonium-Silicofluoride, diammonsaures Phosphat, Ammoniumbisulfat, Äthanol-Amin-Hydrochlorid und ähnliche Stoffe. Zu den brauchbaren Katalysatoren gehören auch freie Säuren, beispielsweise Salzsäure, Phthalsäure, Weinsäure, Zitronensäure, und ähnliche Säuren.

Zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren ist keine besondere Apparatur erforderlich. Darin besteht ein wesentlicher Vorteil der neuen Verfahren, denn dadurch ist eine einfache Hinzufügung des Arbeitsgangs zu eingerichteten Textil-Ausrüst- und Behandlungseinrichtungen möglich. Ähnlich können allgemein verfügbare, kommerziell verwendete Trocken-, Form- und Textil-Behandlungseinrichtungen zur Durchführung der Trocken-, Heiz- und Größen« überWachungsschritte der neuen Verfahren verwendet werden. Weiter können die neuen Verfahren in Verbindung mit anderen Textil-Veredelungsvorgängen angewendet werden_t die allgemein in der Textilindustrie als nützlich Fingesehen werden. Derartige Vorgänge umfassen Wasserfestmachen, Behandlung gegen Schimmel, Kalandern, Dauphrieren, Färben, Drucken u.dgl« Andere bekannte Veredeltmgsmittel, die für

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diese neuen Behandlungsmethoden nicht stören oder schädlich sind, können in Verbindung mit den die Faltenbeständigkeit erhöhenden Mitteln der Erfindung angewendet werden, beispielsweise Schmierstoffe, Schlichtmittel, mottenfest machende Mittel, wasserdicht machende Mittel, Abklärer, Farbstoffe, Pigmente od.dgl. Einige oder alle dieser Stoffe können in dem eigentlichen Behandlungs-■gemisch nach der Erfindung enthalten sein, und zwar in Mengen von vorteilhafterweise um 1 bis 10$.

Die Imprägnierung mit dem wässrigen Behandlungsgemisch läßt sich wahrscheinlich am einfachsten mit gewöhnlichen Polsterverfahren durchführen, obwohl eine beliebige andere Art eines Aufbringungsverfahrens für die Lösung Anwendung finden kann, beispielsweise Sprühen, Aufbringen durch Bürsten, Bedecken mit Rollen, Übertragung von gesättigten Geweben od.dgl. Welches Verfahren auch verwendet wird, so sollte doch der Stoff mit einer ausreichenden Menge des wässrigen Gemisches imprägniert sein, so daß,wenn der Stoff vollständig getrocknet ist, in ihm als nicht flüchtiger Rest zwischen etwa 1 und 20$ de's stickstoffhaltigen, die Faltenbeständigkeit verbessernden Mittels und vorteilhafterweise 3 bis 10 Gewichtsprozent des die Faltenbeständigkeit erhöhenden Mittels verbleiben. Bei den "bevorzugten wässrigen Gemischen kann dies leicht dadurch erreicht werden, daß die Imprägnierung so eingestellt wird, daß sich ein Auf-

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trag von 50 bis 100 Gewichtsprogent bezogen auf das Trokkengewicht des Stoffes oder einer sonstigen Faserschicht, auf die die Lösung aufgebracht wird, ergibt.

Das Lösungsgemisch und der Auftrag auf den Stoff wird vorzugsweise so eingestellt, daß auf dem Stoff vor dem Härteschritt sich ein Gewichtsverhältnis von die Faltenbeständigkeit verbesserndem Mittel zu Zellulodilator von zwischen etwa 10s1 und 3:20 eingestellt und ein Gewichtsverhältnis des Härtemittels zum Härte-Katalysator von zwischen etwa 5ϊ3 und 1j20»

Die mit der wässrigen Lösung imprägnierten Stoffe oder anderen Faserschichten werden vor dem Hitze-Härteschritt getrocknet« Dies kann durch Lufttrocknung bei Raumtemperatur unter Verwendung verstärkter Luftzirkulation durchgeführt werden oder vorzugsweise durch Erhitzen, wie z.B· mit Strahlungs- oder Konvektionsheizung in Öfen, Tunnels öd.dgl., auf zwischen etwa 50 und 100°0, insbes. 100 bis 15O⁰C für etwa 1 bis 60 Minuten« Der Trockenschritt braucht nicht langer, als für eine im wesentlichen vollständige Trocknung notwendig, durchgeführt zu werden, und es sind natürlich im allgemeinen kürzere Zeiten für höhere Temperaturen erforderlich.

Nachdem die Schicht getrocknet ist wird sie einem Erhit-

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zungsschritt auf höhere Temperaturen unterworfen, um eine Aushärtung zu "bewirken, die eine Kondensation der festen zurückgebliebenen Reagenzien im Stoff mit sich selbst und mit ddr Zellulose hervorruft. Die Aushärtung bei Hitze wird vorteilhafterweise l?ei einer Temperatur über 100⁰G und unterhalb der Zerstörungstemperatur des Stoffes, vorzugsweise zwischen 100 und 200⁰C durchgeführt, und zwar normalerweise für Zeiten zwischen 1 und 60 Minuten, wobei längere Zeiten im allgemeinen bei niedrigeren Temperaturen angewendet werden und umgekehite Die Trocknung und Härtung kann bei der gleichen Temperatur stattfinden, wenn diese über 100°c liegt, und falls erwünscht in dem gleichen Ofen oder Trockner«

Anschließend an den Hitze-Härtechritt ist es vorteilhaft, den Stoff zu wasehen oder zu spülen, um nicht umgesetzte Reagenzien zu entfernen. Während dieses Stadiums des Vorgangs kann es erwünscht sein, den Stoff mit weichmachenden Mitteln, Sehliohtmitteln, Schmiermitteln od,dgl„ zu behandeln. Anschließend an den Reinigung sVorgang wird der Stoff getrocknet, wobei vorzugsweise eine Art von Größen-Kontrolle, wie Spannrahmen oder andere Größenüberwachungsrahmen oder -Einrichtungen verwendet werden, um ein gerades Trocknen und Ausrichten des Stoffes zu gewährleisten.

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Die neuen Verfahren zur Erhöhung der Faltenbeständigkeit sind insbesondere zuträglich für die Veredelung von Baumwollstoff, der für Kleidungsstücke, 'beispielsweise Herrenhemden, Damenkleider, Kinderkleidung od.dgl,, Meterware, Tücher und ähnliche Haushalt -Stoffe verwendet wirdο Die Verfahren können jedoch ebenso bei anderen Arten von Stoffen, einschließlich nicht gewebten sowie gewebten Stoffen, Strickwaren usw_e aus Fasern Zellulosen Ursprungs, beispielsweise Baumwolle, Viskose-Kunstseide, Azetat-Kunstseide, Leinen ododgl« verwendet werden_e Tuch oder andere faeerige Gewebe, die teilweise aus anderen natürlichen oder synthetischen Fasern bestehen, können ebenfalls behandelt werden, beispielsweise Gewebe, die teilweise aus Wolle, Seide, Nylon, Akryl-Fasern, Modakryl-Fasern, Polyester-Fasern od.dgl. bestehen«

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Claims (9)

Pat ent ana prüche

1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Zellulose-Stoffen, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens Schrittes

(A) Imprägnierung des Zellulose-Stoffes mit einer wässrigen Lösung mit folgenden Bestandteilen:

(a) ein organisches, wasserlösliches, die PaI-tenbeständigkeit von Zellulose verbesserndes Mittel, wie es bereits definiert wurde,

(b) ein Zellulodilator, wie er bereits definiert wurde,

(c) ein Katalysator für das die Faltenbeständigkeit verbessernde Mittel;

(B) Trocknung des imprägnierten Stoffes, um das Wasser aus den Fasern zu entfernen und im Stoff einen Rest der Komponenten (a), (b) und (c) des Verfahrensschritts (A) zu lassen;

(c) Erhitzung des getrockneten Stoffes auf eine erhöhte Temperatur, die zur Erzeugung, erhöhter Widerstandsfähigkeit des Stoffes gegen Palten ausreicht·

2. Zellulose-Stoff mit einem verbesserten Verhältnis Tön Zugfestigkeit zu Faltenerholungsfähigkeit in feuchtem Zustand, dadurch gekennzeichnet;, daß er-das hitzegehärtete Reaktionsprodukt von Zellulose-Pasern im

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Stoff mit 3 bis 10 Gewichtsprozent enthält, bezogen auf das Trockengewicht des Stoffes, von Amino-Aldehyd-Harz in Anwesenheit eines organischen Zellulodilators in einem Verhältnis von etwa 1s10 bis 20:3.

3« BehandlungBgemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile (a) und (b) in einem Verhältnis von etwa 10i1 bis 3:20 vorhanden sind.

4· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Lösung folgende Bestandteile enthält:

(aa) wasserlöslichen Polymethylol-monoheterozyklischen Harnstoff aus der Gruppe, die besteht aus:

Äthylen-Harnstoff oder 1,3-Propylen-Harnstoff, (bb) Birnethyl-Sulfoxyd und
(cc) einen saueren, Aminoplast härtenden Katalysator.

5· Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile (aa), (bb$ und (cc) zu folgenden Gewichtsprozenten vorhanden sind:
(aa) 3 bis
(bb) 1 bis
(cc) 1 bis 5#·

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung einen Zellulodilator aus der Gruppe enthält, die besteht aus: Dimethyl-Sulfoxyd, Dimethylformamid,

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Dimethyl-Azetamid und N-Methyl-Pyrrolidon, 2-Pyrrolidon, letramethyl-Harnstoff, Vinyl-Pyrrolidon, Butyrolakton und Dimethyl-Sulfon·

7.. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige iösung ein Gemisch aus mindestens zwei der Zellulodilatoren enthält,

8. Gemisch zur Behandlung von Stoff zum Herstellen von gegen Palten widerstandsfähigen Zellulose-Stoffen, gekennzeichnet durch folgende in Wasser gelöste Bestandteile :

(a) ein organisches, wasserlösliches, die Falten— Beständigkeit von Zellulose erhöhendes Mittel, wie es oben definiert wurde,

(b) einen Zellulodilator, wie er bereite definiert wurde und

(β) einen Katalysator für daa die Faltenböständigkeit verbessernde Mittel.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wässrige Behandlungelösung ein Gemisch aus einem organischen Zellulodilator und einem anorganischen Zellulodilator enthält·

10, Verfahren naoh Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet»

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daß die wässrige Behandlungslösung DimethyI-SuIfoxyd und ein Metall-Chlorhydroxyd enthält*

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