DE2207398B2 - Verfahren zum aufbereiten von fasern, vorgespinsten oder kammzuegen aus baumwolle - Google Patents

Verfahren zum aufbereiten von fasern, vorgespinsten oder kammzuegen aus baumwolle

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten von Fasern, Vorgespinsten oder Kammzügen aus Baumwolle, die ungespannt mit einem die Umformung in Cellulose II bewirkenden Quellmittel behandelt werden, worauf das geschrumpfte Gut in Gegenwart des Quellmittels auf etwa 95-110% seiner Lange vor der Quellung zurückgestreckt wird.
Aus Textile Research Journal 39 (1969), Seiten 70 bis 77 ist bereits eine Verfahrensweise zum Aufbereiten von Baumwollfascrn beschrieben, bei der diese mit einem Quellmittel, vornehmlich mit einem Alkalihydroxid, wie Natriumhydroxid gequollen wird, um damit bei geeigneter Konzentration Cellulose II zu erhalten, worauf das gequollene und somit stark geschrumpfte Material auf einen Wert von 95-115% der ursprünglichen Länge in Gegenwart des Queümittels zurückgestreckt, neutralisiert und gewaschen und schließlich bei erhöhter Temperatur getrocknet wird. Jedoch ist nirgends in dieser Literaturstelle die Rede von einem Aufrechterhalten der Abmessungen • des Fasermaterials bei der Behandlung nach dem Zurückverstrecken. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sowohl eine ausgeprägte Erhöhung der Festigkeit von Baumwollfasern bis auf etwa 200 % der ursprünglichen Festigkeit als auch ein besseres Ansprechen der daraus hergestellten Erzeugnisse auf Leichtpfiegemittel erreicht werden kann, wenn man in Abwandlung der oben beschriebenen Verfahrensweise beim Spülen oder beim Neutralisieren und Spülen des 1-üsergutes nach dem Zurückstrecken auf eine Aufrechterhaltung der Abmessungen, wie sie nach dem Zurücksirecken erreicht wurden, achtet.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren /um Aufbereiten von Fasern, Vorgespinste!! oder Kammzügen aus Baumwolle, durch Behandeln mit einem die Umformung in Cellulose i! bewirkenden Quellmittel in ungespanutem Zustand, Zurückstrecken des geschrumpften Gutes in Gegenwart des Quellmittels auf 95-110% seiner Länge vor der Quellung, Spülen oder Neutralisieren und Spülen sowie Trocknen bei Temperaturen über 70=C, dadurch gekennzeichnet, daß beim Spülen oder beim Keutralisieren und Spülen nach dem Zurückstrecken sowie beim Trocknen die Abmessungen des Fasermaterials aufrechterhalten werden.
In Hermann Rath, »Lehrbuch der Textilchemie« (1936), Seiten 132 und 133 sowie in Fische γιο Bobs ien, »Internationales Lexikon«3. Auflage (1966), Spalte 1124 ist zwar Für Baumwolle eine Spannrahmentrocknung erwähnt, beide Vorveröffentlichungen beziehen sich jedoch auf Gewebetrockenrahmen, wie auch die Literaturstelle Textil-Praxis 25 (1970), Seite 240 bis 246 lediglich die Behandlung von Geweben betrifft, nicht aber von freien Fasern, beispielsweise Vorgespinsten und Kammzügen, wie sie beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.
Den Vorveröffentlichungen ist jedoch insgesaml kein Hinweis auf die Bedeutung der Erhaltung der Abmessungen eines Fasermateriales hinsichtlich einer Behandlung nach dem Zurückverstrecken zu entnehmen. Eine derartige Verfahrensweise ist auch für Gewebe und Garne nicht empfehlenswert, weil in diesen Fällen oft eine wesentliche Änderung im Garngefiige in Kauf zu nehmen ist, wozu u. a. eine gewisse Längung des Garnes gehört.
Ein bedeutender Vorteil des anmeldungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß bekannte und gebräuchjo liehe Reaktionsmittel für merzerisierte Baumwolle, etwa reaktive Harze, wie Dimethylolhydroxyäthylharnstoff mit üblichen Zusätzen bei den erfindungsgemäß behandelten Fasermaterialien oder daraus hergestellten Stoffen und Strickwaren keine oder höchstenfalls eine sehr geringe Verringerung der Festigkeitseigensschaften hervorrufen.
Für die praktische Durchführung des anmeldungsgemäßen Verfahrens ist es als zweckvoll befunden worden, zur Vermeidung von Schlupferscheinungen während der Streckbehandlung das Vorgespinst so weit zu verdrallen, daß während des Streckens in der Quellphase keine Zerstörung des Garngefüges eintreten kann, d. h. an die Fasern die angelegte Last übertragen wird. Andererseits ist es nicht empfehlcnswert, eine unnötig hohe Verdrallung anzuwenden, da dadurch eine nicht ausreichende Durchdringung des Materials während des Quellungsvorganges hervorgerufen werden könnte. Der während des Quellens auftretende Schrumpfungsbetrag kann etwa 15-20% ausmachen.
Bei der praktischen Durchführung des anmeldungsgemäßen Verfahrens kann das Zurückstrecken in üblicher Weise vor sich gehen, z. B. unter Verwendung von zwei Rollenpaaren, von denen das zweite Paar mit größerer Geschwindigkeit als das erstere läuft. Man kann auch mit zwei Spannvorrichtungen arbeiten, zwischen denen das Garn eingespannt wird und der Abstand dann vergrößert wird. Die Rückstreckungsbehandlung soll zweckmäßig dann beginnen, wenn das Material noch vollständig gequollen ist, weil nur in diesem Fall die erforderlichen hohen Streckwerte mit relativ geringen Lasten erreicht werden.
Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, den endgültigen Streckwert im Quellmittel und beim Spülen minis 5 destens 1-4 Minuten aufrechtzuerhalten. Wird das Quellmittel, /. B. Natronlauge vor dem Rückstrecken beseitigt, so ist es häufig unmöglich, selbst bei Aufbringen hoher Belastungen, das gewünschte Mali des
'f
Rückstreckens zu erreichen. Im allgemeinen erfolgt ein Materialbruch. Das Atznatron soll vorzugsweise gänzlich entfernt werden, bevor die endgültige Trocknungsbehandlung erfolgt Kann es jedoch vor dem Trocknen nicht vollständig entfernt werden, so sollte die Spülbehandlung nach dem Trocknen zweckmäßig wiederholt werden. Spuren von Ätznatron und Salzen die im trocknen Fasermaterial zurückbleiben, wirken sich auf die mechanischen Eigenschaften des Fasergutes nachteilig aus. ια
Beim Trockenspinnen kann es erforderlich sein, die behandelten Vorgespinste oder Kammzüge zu entdrallen, ehe ein Weitergehen zur abschließenden Spinnbehandlung erfolgt Vorzugsweise soll beim anmeldungsgemäßen Verfahren die Trocknungsbehandlung so durchgeführt werden, daß mindestens die während des Quellens und Spülens erreichte Endlänge beibehalten wird. Erfahrungen zeigen, daß Fehlerstellen während des Quellens als Folge etwa einer nicht vollständigen Durchdringung des Materials mit dem Quellmittel dadurch beseitigt werden können, daß man während der Trocknungsbehandlung mit einem hohen Grad von Rückstreckung arbeitet Selbst Fasern, die infolge von Schlupferscheinungen nicht ausreichend gestreckt werden, zeigen eine wesentliche Verbesserung in den Zugeigenschaften, wenn ein Rückstrecken um ein Maß erfolgt, das so groß wie möglich ist Schließlich trägt die Trocknungsbehandlung recht wesentlich zum angestrebten Effekt bei. Tatsächlich wird durch das Trocknen eine Fixierung der Gefügeänderungen bewirkt die in den Fasern durch die vorangehende Behandlung eingeführt worden sind. Um eine fast ideale Fixierung zu erreichen, muß die Feuchtigkeit so weit wie möglich entfernt werden, ohne das Fasermaterial thermisch zu beschädigen. Erfahrungsgemäß kann das Trocknen mittels Infrarotstrahlung erfolgen, um den vorstehenden Anforderungen gerecht zu werden.
ATclere Trocknungsverfahren führen jedoch auch zu den angestrebten Ergebnissen. Im folgenden wird das anmeldungsgemäße Verfahren an Hand von Beispielen näher erläutert. In den Beispielen wird mit verschiedenen Baumwollqualitäten gearbeitet Ein Vergleich der Ergebnisse in den einzelnen Beispielen miteinander ist nicht immer zulässig.
Beispiel I
Faserbehandlung
Ein Bündel Baumwollfasern wird ohne Spannung in 24%iger Natronlauge gequollen. Nach vollständigem Quellen werden die Fasern auf 100% bzw. 105 % der ursprünglichen Länge zurückgestreckt Das Rückstrecken wird während des Quellens und während des Spülens zur Entfernung des Ätznatrons durchgeführt Die beim Rückstrecken erreichten Endabmessungen werden mindestens eine Minute lang aufi echterhalten.
Nach vollständiger Entfernung des Ätznatrons aus den Fasern werden sie bei 120'C getrocknet und bzw. oder bei 65% relativer Luftfeuchtigkeit und 20 C konditioniert
Danach wird das aufbereitete Material mit einem Appreturmittel für Baumwolle z. B. mit einem handelsüblichen Äthylp.n-harnstoffderivat nachbehandelt, wobei mit 75%, bezogen auf das Gewicht dieses Mittels, an MgCl2 als Katalysator gearbeitet wird. Diese AppreturmitteHösung wird in einer Menge eingesetzt die dem Gewicht der Fasern entspricht. Nach einstündiger Lagerung bei Raumtemperatur und bei 100% relativer Luftfeuchtigkeit werden die Fasern bei 70 C getrocknet und anschließend 5 Minuten lang bei 150 C getrocknet.
Nach dem Waschen mit einer Γ/oigen Neutralseifelösung und nach dem Spülen werden die lasern erneut aufbereitet. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Faserfestigkeitswerte einer Baumwollqualität sind in Tabelle 1 angegeben. Aus diesen Daten geht hervor, daß das beschriebene Verfahren zu sehr starken Fasern führt, deren Festigkeit auch nach der Einwirkung eines Appreturmittels in hohem Maße erhalten bleibt. Es läßt sich feststellen, daß mit anderen Baumwollsorten analoge Ergebnisse erzielt werden (siehe Beispiel IV). Die tatsächliche Festigkeitserhöhung, die erreicht wird, kann jedoch nach der Applikation des Appreturmittel variieren (Beispiel IV).
Tabelle 1
Zugfestigkeit in Gramm
4 6 I 7 6 7 4 6 I 7 C, 6 7
I 6,0 h,0 6,5 6,5 4,0 4,0 4,0 4.0
8,5 8,5 9,0 9.0 4.5 4,5 6,5 4.0
H 9,5 10,0 10,0 10,5 7,0 8,5 10,5 10,0
') 11.0 11,5 10,0 11,0 7,5 10,5 9,5 10,5
U
Il
Ziffernerklärung:
1 - Vorbehandlung
2 - Ohne Harznachbehandlung
3 - Mit Harznachbehandlung
4 - Bei 65 % relativer Luftfeuchtigkeit und
203C konditioniert
5 - Bei 1203C getrocknet
6 - Ohne Spannung
7 - Bei aufrechterhaltener Länge
8 - Keine Vorbehandlung
9 - Ohme Spannung mercerisiert und ohne Nachstrecken
10 - Mercerisiert ohne Spannung und mit einem
Nachstrecken auf 100% der Länge vor dem Mcrcerisieren
11 - Mercerisiert ohne Spannung und mit einem
Nachstrecken auf 105 % der Länge von dem Mcrcerisieren
Beispiel II
Vorgespinstbehandlung
Es wird mit einem mit Natriumhypochlorid gebleichten 300-Tex-Vorgespinst gearbeitet. Das Material besteht aus einem industriellen Baumwollgemisch folgender Zusammensetzung:
70% Baumwolle aus Kolumbien
25 % Baumwolle aus Mozambique
5 % Baumwolle aus Griechenland
Dieses Vorgespinst wird wie in Beispiel I aufbereitet und mit einem handelsüblichen Äthylenharnstoffdsrivat nachbehandelt.
Um so weit wie möglich einen Bruch zu verhindern, wird die Verdrallung vor dem Zurückstrecken auf 110 pro m erhöht. Da es schwierig ist, das Ätznatron zu entfernen, wird das Material mit Essigsäure behandelt, getrocknet und gepreßt Danach wird es gründlichst in einer Garnvorrichtung gespült. Schließlich wird das naße Material drallfrei gesponnen. Um ein normales Garn zu erhalten, wird das drallfreie Material in feuchtem Zustand aufgedrallt. Um vergleichbares Material zu erhalten, wird ein nicht mercerisiertes Vorgespinst in der gleichen Weise gesponnen und aufgedrallt. Auf diese Weise wird ein 27-Tex-Garn hergestellt unter Anlegen einer Verdrallung von 700 Drehungen pro Meter.
Die Ergebnisse einer Anzahl von Vorversuchen, bei denen verschiedene Mengen eines handelsüblichen Reaktantharzcs für die Nachbehandlung des Fasermaterials nach der herkömmlichen Methode verwendet werden, sind in Tabelle 2 wiedergegeben.
Tabelle 2 Nicht vorbe'iandelt 4,5 6 Erfindungsgemäß 3 vorbehandelt 6
%DimethyIolhydro- 0 3 12,0 10,4 0 22,2 4,5 21,8
xyäthylenharnstoff
Garnfestigkeit 21,0 13,0 3,3 3,1 23,4 3,9 20,6 3.6
(g/tex)
Längung bei Bruch 5,7 4,1 3,9 2,5 3,5 7,0 4,0 6,2
(%)
Faserfestigkeit 5,8 3,7 3,3 3,3 7,2 4,5 7,3 4.2
(g) 0,58 0,35
Längung bei Bruch 6,5 4,5 5,0 4,4
(%)
Stickstoffgehalt
Diese Ergebnisse stimmen mit denen überein, die
bei der Behandlung der getrennten Fasern erreicht
werden. Die Effektivität der Vorgespinstbehandlung ist gut.
Beispiel III
Aus behandelten Fasern hergestellter Stoff
Aus Baumwollfasern, die gemäß Beispiel Il behandelt wurden sind, wird nach dem Verspinnen ein einfach gewebter Stoff hergestellt. Kette 32 Fäden/cm; Schuß 31 Fäden/cm: 190 g/W. Anschließend wird der Stoff fts mit Dimethylolhydroxyäthylcnharn.stoff in üblicher Weise appretiert.
Die Eigenschaften des appretierten Gewebes werden an Proben gemessen, die fünfmal gewaschen worden sind. Die Versuchsergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Das behandelte Material zeigt eine bessere Festigkeit, wenn das Reaktantharz appliziert worden ist. Die Gesamtlänge zeigt im allgemeinen keine großen Unterschiede. Die Reißfestigkeit des vorgequollenen und appretierten Materials ist besser, und diese Tendenz ist umso ausgeprägter je größer der Reaktantharzgehalt wird.
Der Trockenfaltcn-Erholungswinkel des vorgequollenen Materials ohne Reaktantharz ist etwas größer als der des blanken Materials. Wenn das Reaktantharz angewendet worden ist, verschwinden die Unterschiede.
Tabelle 3
Faser-, Garn- und Stoffeigenschaften
Nicht vorbehandelt Erfindungsgemäß vorbehandelt
Dimethylolhydroxyäthylen-
hamstofT(%)		 Kette
Schuß		 0 3
Faserfestigkeit (g) Kette
Schuß		 3,7 2,0
Längung bei Bruch (%) - 3,6
Garn Kette
Schuß
Festigkeit (g/tex) Kette
Schuß		 20,0
18,7		 10,9
9,5
Liingung bei Bruch
(%)		 Kette
Schuß		 7.3
6,7		 4.0
5.4
Stoff Kette
Schuß
Zugfestigkeit (kg/5 cm) Kette
Schuß		 61
57		 39
40
Länge bei Bruch (%) Beispiel IV 18
16		 9
14
Reißfestigkeit (g) 1140
1180		 860
740
Faltenerholungswinkel
(Trocken)		 57
47		 114
110
Faltenerholungswinkel
(Naß)		 65
59		 93
89
Ergebnisse unter Verwendung verschiedener
Baumwollqualitäten
Um den Einfluß der Reaktantharznachbehandlung mit Zugaben üblicher Art auf unterschiedliche Arten
6 1.9
2,7
8,2 7.8 4.1 5,3
34 34
6 10
650 500
142 136
105 123
von Baumwolle zu demonstrieren, sind die Festigkeil sowie die Bruchlängung für verschiedene Arten von Baumwollfasern vor und nach dem Mercerisierer (Faserbündel) und Nachbehandeln mit 9 % Dimethylol hydroxyäthylenharnstoff nach der herkömmlicher Methode (siehe Beispiel I) in Tabelle 4 angegeben
0 3 6
6,4 5,6 4,9
- 5,4 4,2
17,8
17,6		 12,1
12,6		 10,9
12.6
5,5
4.9		 3,3
3,9		 4,2
4.1
59
62		 52
52		 50
42
18
12		 10
12		 10
12
1230
1330		 1570
1470		 1210
1180
67
61		 111
105		 135
127
66
70		 79
106		 115
111
Tabelle 4 Blankes Material Bruch Behandeltes Material Relative
Faser längung Faser Bxuch- Faserfestigkeit
festigkeit (%) festigkeit längung ./. blank
(g) 8.0 (g) (%) 2,0
6.0 ll.d 13,0 5,5 2.0
Acala 1517 8.0 11.0 16,0 7,0 1.6
Pakistan dessi 4.0 8,0 6,5 6,5 2,6
Russisch Pervyi 3,5 12,5 9,0 6,0 1,8
Sudan 6GL 5,5 10.5 10,0 7,0 2,0
Peruvian Tanguis 15 7.5 5,0 6,5 1,6
Uganda 4,0 10.0 6,5 6,5 2,0
Türkisch Amana 3,5 7,0 7,0
Deltapine (amik.)
Aus diesen Daten geht hervor, daß in allen Fällen eine verhältnismäßig hohe Faserfestigkeit erzielt wir wobei eine große Bruchlängung beibehalten wird.
709 524/

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Aufbereiten von Fasern, Vorgespinsten oder Kammzügen aas Baumwolle, durch Behandeln mit einem die Umformung in Cellulose II bewirkenden Quellmittel in ungespanntem Zustand, Zurückstrecken des geschrumpften Gutes in Gegenwart des Quellmittel? auf etwa 95 -110% seiner Länge vor der Quellung. Spülen oder Neutralisieren und Spülen und Trocknen bei Temperaturen über 7O0C, dadurch gekennzeichnet, daß beim Spülen oder Neutralisieren und Spülen nach dem Zurückstrecken, sowie beim Trocknen die Abmessungen des Fasermaterials aufrechterhalten werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Fasermaterial vor dem Zurückstrecken eine geringe Verdrallung gegeben wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser vor oder während des Trocknens so vollkommen wie möglich entfernt wird.
DE19722207398 1971-02-19 1972-02-17 Verfahren zum aufbereiten von fasern, vorgespinsten oder kammzuegen aus baumwolle Granted DE2207398B2 (de)

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