DE2538020A1 - Verfahren zum schrumpffestmaschen von wolle, wollstoffen und artikeln aus wolle - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler f 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln' Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

AvK/Ax

5 KÖLN l 26.August 1975

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

Dunlop Australia Limited, Melbourne, Victoria (Australien)

Verfahren zum Schrumpffestmachen von Wolle, Wollstoffen und Artikeln aus Wolle

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Wolle, Wollstoffen und Kleidungsstücken aus Wolle mit einer Polyurethanemulsion, um die Ware schrumpffest zu machen. Die Erfindung ist insbesondere auf ein Verfahren zum Schrumpffestmachen von Wolle, Wollstoffen und wollenen Kleidungsstücken, die mit Polyurethan behandelt worden sind, gerichtet, wobei das Aufheizen (curing) der behandelten Ware im nassen Zustand ohne vorheriges Trocknen oder Entfernen von Wasser, das nach dem Klotzen oder Ausziehen in der Ware geblieben ist, erfolgt. Die Erfindung ist ferner auf ein Verfahren zum Aufbringen von Polyurethanemulsxonen auf Wolle aus einem Ausziehbad gerichtet.

Für die Zwecke der Erfindung können die Polyurethanemulsionen verwendet werden, die in den DT-PSen (Patentanmeldung P 2J> 60 050.2) und (Patentanmeldung P 24 30 508.6) der Anmelderin beschrieben und nachstehend als "Polyurethanemulsionen" bezeichnet werden. Diese Emulsionen verleihen Wolle zwar gute Schrumpffestigkeit und weichen Griff, und das Aufheizen (curing) der behandelten Wolle kann bei den bekannten Verfahren durch

609812/09 7 2

Telefon: (0221) 234541 - 4 · Telex: 8882307 dopa d · Telegramm: Dompatent Köln

Einbrennen, Dämpfen oder mit siedendem Wasser erfolgen, jedoch wurde es als notwendig angesehen, die behandelten! Stücke vor dem Aufheizen (curing) zu trocknen-. Da das Aufheizen in siedendem Wasser dem Stoff bei weitern den weichsten Griff verleiht, mußte es als großer Nachteil ; angesehen werden, daß die imprägnierten Stücke getrock— ; net werden mußten, bevor sie zum permanenten Fixieren ι wieder in das siedende Wasser gegeben wurden. In der j Fabrikation erforderte dies das Trocknen der geklotzten : Ware auf einem Spannrahmen, der außer dem damit verbun— ^: denen hohen Energieverbrauch häufig zu einem begrenzenden

Faktor in der Produktion wird. Ebenso werden die PoIyurethanemulsionen zwar bekanntlich beim Auftrag auf Wolle voll ausgenutzt, jedoch war es nicht möglich, gute Schrumpffestigkeit zu erzielen, wenn die wollenen Stücke nicht zuerst getrocknet wurden. Dies schloss natürlich unmittelbar anschließendes Färben nach dem Aufbringen der Polyurethanemulsion aus, da Verfilzung im Färbebad stattfinden würde.

Hauptgegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zum Schrumpffestmachen von Wolle, die mit einer PoIyurethanemulsion behandelt worden ist, in wässriger Umgebung ohne vorheriges Trocknen. Die Aufgabe, die die Erfindung sich stellt, wird gelöst, wenn mit einer PoIyurethanemulsion behandelte Wolle im nassen Zustand und ohne vorheriges Trocknen der Einwirkung von Wärme in Form von Wasserdampf oder siedendem Wasser in Gegenwart eines chemischen Reduktionsmittels unterworfen wird. Als Reduktionsmittel wird ein Bisulfit bevorzugt, jedoch können auch andere Reduktionsmittel, z.B. Thioglykollat, Thiosulfat, Monoäthanolaminsulfit, Hydrosulfit und Formal dehydsu If oxy la t verwendet werden.

Wenn Wasserdampf zum permanenten Fixieren verwendet werden soll, wird das Bisulfit der Polyurethanemulsion am vorteilhaftesten vor dem Klotzen zugesetzt. Das Bisulfit

609812/0972

wird im allgemeinen in solchen Mengen verwendet, daß die \ geklotzte Ware nicht weniger als 0,25% und nicht mehr als 2% Natriummetabisulfit, bezogen auf das Gewicht der Ware, enthält. Die Ware wird im allgemeinen bis zu einer Naßaufnahme von 100% geklotzt und in diesem Zustand ohne jeden Verlust von Wasser in einen Dampfautoklaven überführt, wo sie mit Frischdampf bei Normaldruck oder höheren Drücken aufgeheizt oder fixiert wird. Bevorzugt wird Sattdampf, weil er der Ware einen besonders weichen und vollen Griff verleiht· Die Dämpfzeiten sind in hohem Masse von der Temperatur oder vom Dampfdruck abhängig, ' liegen jedoch im allgemeinen im Bereich von 5 bis 15 Mi- ; nuten bei 100⁰C bis etwa 1 Minute bei 120°C. Die naß ^; gedämpfte Ware, die schrumpffest geworden ist, kann nun J unmittelbar in eine Färbemaschine überführt und ohne ι Gefahr der Verfilzung gefärbt werden, oder sie kann einer beliebigen anderen Naßausrüstungsbehandlung unterworfen werden.

Das Schrumpffestmachen nach dem Klotz-Naßdampf-Aufheizverfahren kann vorteilhaft mit dem Klotzfärben kombiniert werden. Es ist lediglich Vorsicht geboten, daß der verwendete Farbstoff durch die Anwesenheit des Bisulfits nicht nachteilig verändert wird und daß die Dämpfbedin— gungen so gewählt werden, daß sowohl das Aufheizen des Polyurethans als auch die Fixierung des Farbstoffs in einem befriedigenden Maße stattfinden. Klotzflotten oder Fouladierlösungen, die 4 bis 5% Polyurethan, bis 3% Reaktivfarbstoff unH 0,5 bis 1% Bisulf it enthalten, könneji hergestellt und auf die Ware bis zu einer Naßaufnähme von 100% aufgebracht werden. Die wirksamen Dämpfzeiten können im Bereich von 30 Minuten bei 100°C bis 5 Minuten bei 120 C liegen. Die gedämpfte Ware, die schrumpffest ist, erfordert im allgemeinen nur eine geringe Spülung zur Entfernung von losem Farbstoff.

609812/0972

2Ö38020

Wenn die geklotzte Ware in siedendem Wasser aufgeheizt oder permanent fixiert werden soll, wird das Bisulfit am i vorteilhaftesten dem Aufheiz- oder Fixierungsbad zugesetzt* Gute Schrumpffestigkeit wird im allgemeinen erzielt, wenn : das Fixierungsbad 0,1 bis 0,3 Gew.-^ Natriummetabisulfit j oder, bezogen auf das Gewicht der Ware, 2 bis 6% Bisulfit ; enthält. Es ist ferner vorteilhaft, wenn das Fixierungsbad j Natriumsulfat enthält, das in Mengen bis zu 20 Gew.-% \ verwendet werden kann und den Vorteil einer Verkürzung j der Aufheizdauer und einer Verbesserung der Schrumpffestigkeit aufweist. Es ist üblich, die Ware mit der Polyurethanemulsion bis zu einer Aufnahme (nass) von 100$ zu klotzen ' und dann die geklotzte Ware ohne vorheriges Trocknen in ein bei 90 bis 100⁰C gehaltenes Aufheiz- oder Fixierbad zu geben. Nach einer Verweilzeit von 1 bis 10 Minuten im Aufheizbad wird die Ware leicht gespült und gefärbt.

Wenn die für die Zwecke der Erfindung verwendeten Polyurethanemulsionen nach dem Ausziehverfahren auf Stoffe oder andere wollene Ware aufgebracht wurden, erwies es sich bisher als schwierig, gute Schrumpffestigkeit zu erzielen und Verfilzen während des Färbens zu verhindern, wenn diese Ware nicht zwischen dem Aufbringen der Emulsion und dem Färben getrocknet wurde. Es ist möglich, die behandelte Ware unter Wasser, d.h. ohne Trocknen aufzuheizen und das Verfilzen während der anschließenden Naßverarbeitung zu verhindern, wenn ein Reduktionsmittel, z.B. ein Bisulfit, dem Ausziehbad zugesetzt und das Bad während einer Zeit von 5 bis 15 Minuten bei der Siedetemperatur oder in deren Nähe gehalten wird. Die Zugabe von 2 bis 6% Natriummetabisulfit, bezogen auf das Gewicht der Ware, ist im allgemeinen als ausreichend für diesen Zweck anzusehen.

Die Feststellung, daß mit Polyurethan behandelte Wollartikel im nassen Zustand ohne Zuhilfenahme irgendeiner Art von Wasserentfernung oder Trocknen schrumpffest gemacht werden können, ermöglichte erstmals die Anwendung des Ausziehverfahrens (exhaustion techniques) auf Kammgarnstoffe. Diese waren bekanntlich nach bekannten Verfahren schwierig schrumpffest zu machen und wurden, wenn sie überhaupt aus einem wässrigen System behandelt wurden, gewöhnlich nach einer oxydativen Vorbehandlung, z.B. nach einer Chlorierung, geklotzt. Es ist nun möglich geworden, nur gewaschene Kammgarnstoffe, insbesondere aus solchen Stoffen hergestellte Kleidungsstücke durch Behandlung mit einer Polyurethanemulsion aus einem Ausziehbad schrumpffest zu machen und die behandelten Stoffe und Kleidungsstücke noch im gleichen Bad in Anwesenheit eines Reduktionsmittels, z.B. eines Bisulfits, permanent zu fixieren oder aufzuheizen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polyurethanemulsionen sind von Natur aus Substantiv für Wolle, vorausgesetzt, daß ein geeignetes Emulgierungssystem bei ihrer Herstellung verwendet wurde. Substantivität für Wolle wird im allgemeinen durch die Anwesenheit von kationaktiven Tensiden oder kationaktiven Polyelektrolyten in der Emulsion gefördert. Bei einigen Kammgarnartikeln kann ' jedoch die Ausziehgeschwindigkeit übermäßig niedrig sein,;

i und dies kann durch Zusatz gewisser Ausziehhilfsstoffe zur fertigen Emulsion abgestellt werden. Der Typ von Verbindungen, die am wirksamsten die Substantivität der Polyurethanemulsion steigern, kann am besten als langkettiges, vorzugsweise cyclisches Polyamin beschrieben werden. Insbesondere kommen die vielen verschiedenen Fettsäurederivate von Imidazolinen in Frage, wie sie beispielsweise als modifizierende Mittel in der DT-PS (Patentanmeldung P 23 60 050.2) der Anmelderin genannt sind. Die wirksamen Ausziehhilfsstoffe sollten

609812/0972

wenigstens eine tertiäre Stickstoffgruppe enthalten, i leicht in die Polyurethanteilchen absorbiert werden und I eine gewisse Oberflächenaktivität aufweisen. -

Handelsübliche Verbindungen, die für diesen Zweck verwendet werden können, z.B. die Produkte "Birtran P" (Glover Chem.), "Carlex OD" (Meggit) und "Carlex OA" (Meggit) finden sich häufig unter den oberflächenaktiven Verbindungen oder Weichmachungsmitteln und können als ! solche nur vorteilhaft für die Behandlung der Stoffe : sein. Die Ausziehhilfsstoffe können in Konzentrationen von 1 bis 10%, bezogen auf das Gewicht der Polyurethan—

feststoffe, verwendet werden. j

i Öl muß von der Wolle sorgfältig entfernt werden, da j Polyurethanemulsionen schlecht auf ungenügend gewaschene j Waren aufziehen. Das Ausziehen verläuft bei Umgebungs- ι temperatur im allgemeinen schnell, und wenn das Bad genügend weit klar ausgezogen ist, wird Natriumsulfat zu— ι gesetzt und die Temperatur zur Vollendung des Prozesses i erhöht. Bisulfit wird dem klar ausgezogenen Bad zugesetzt, worauf die behandelte Wolle oder die behandelten wollenen Artikel permanent fixiert werden, indem man das Bad kurzzeitig sieden läßt.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.

Beispiel 1

Eine Polyurethanemulsion wurde im wesentlichen in der

in der DT-PS ( Patentanmeldung P 24 30 508.6)

der Anmelderin beschriebene!Weise durch Emulgieren eines prepolymeren, das aus 200 g eines hochmolekularen PoIypropylenglykols ("Niax 1127", Hersteller Union Carbide Corp.), 33 g eines flüssigen Polysulfids ("LP 3", Hersteller Thiokol) und 26 g eines Gemisches von Toluoldi— isocyanatisomeren ("Hylene TM", Hersteller Du Pont) hergestellt worden war, in einer wässrigen Lösung, die ober-

609812/0972

flächenaktive Verbindungen und einen Viskositätsstabilisator enthielt, hergestellt.

Diese Emulsion wurde auf 5% Feststoffe verdünnt. Nach
Zusatz von 1% Natriummetabisulfit wurde das Klotzbad,
das sowohl Polyurethan als auch Bisulfit enthielt, auf
einen reinwollenen einfachen Jersey-Hemdenstoff bis zu
einer Naßaufnahme von 100% geklotzt. Ein weiteres Stück
der gleichen Ware wurde mit der Polyurethanemulsxon in
der gleichen Weise geklotzt, wobei jedoch kein Bisulfit
dem Klotzbad zugesetzt wurde. Die geklotzten Stoffproben wurden dann im noch nassen Zustand und ohne vorheriges '< Trocknen in einen Dampfautoklaven gegeben und 1 Minute
bei 120°C gedämpft. j

Die behandelten Stoffproben wurden dann zusammen mit j einem Vergleichsstück der gleichen Ware in einer Cubex- j Waschmaschine 45 Minuten gemäß den Spezifikationen des
Australian Wool Board für maschinenwaschbare Wolle ge— ; waschen. Die folgende Flächenschrumpfung wurde festge— ! stellt: unbehandelte Vergleichsprobe 55%, nur mit Poly- ,

urethan geklotzt 16%, mit Polyurethan und Bisulfit ge- j

klotzt 1,7%. j

Beispiel 2 !

Proben eines leinwandbindigen Kammgarngewebes wurden mit der in Beispiel 1 beschriebenen verdünnten Emulsion
geklotzt, verschiedenen Aufheizungen (eures)
unterworfen und dar. . 60 Minuten in einer Cubex-Waschmaschine gemäß den Spezifikationen des Australian Wool
Board für maschinenwaschbare Wolle gewaschen. Die
Aufheizbedingungen und die entsprechenden Flächenschrumpfungen sind nachstehend genannt:

Probe 1: Keine Behandlung: 48%.

Probe 2: Luftgetrocknet und dann 10 Minuten im siedenden Wasserbad: 1,4%.

6098 12/0 97 2

Probe 3: Naß und ohne vorheriges Trocknen 10 Minuten im siedenden Wasserbad gehalten: 28%.

Probe 4: Naß und ohne vorheriges Trocknen 5 Minuten

im siedenden Wasserbad gehalten, das, bezogen auf das Bad, 0,15 Gew.—% und, bezogen auf das Gewicht der Ware, 5 Gew.-% Kaliummetabisulfit enthielt: Schrumpfung 4,5%.

Probe 5: Naß und ohne vorheriges Trocknen 5 Minuten im siedenden Wasserbad gehalten, das 10 Gew.-% Natriumsulfat enthielt: Schrumpfung 13%.

Probe 6: Naß und ohne vorheriges Trocknen 2 Minuten in ein siedendes Wasserbad gegeben, das 0,15 Gew.-% Kaliummetabisulfit (5%, bezogen auf das Gewicht der Ware) und 10 Gew.-% Natriumsulfat enthielt: Schrumpfung 0,7%.

Beispiel 3

Eine Polyurethanemulsion wurde auf die in der DT-PS (Patentanmeldung P 24 30 508.6) der Anmelderin beschriebene Weise hergestellt, indem ein Prepolymeres, das aus 200 Teilen eines hochmolekularen Polypropylenglykols ("Niax 1127", Hersteller Union Carbide Corp.), 33 Teilen eines flüssigen Polysulfids ("LP 3", Hersteller Thiokol) und 26 Teilen eines Gemisches von Toluoldiisocyanatisomeren ("Hylene TM", Hersteller Du Pont) hergestellt worden war, in einem gleichen Volumen eines wässrigen Gemisches emulgiert wurde, das 4 Teile eines nichtionogenen oberflächenaktiven Mittels ("Antarox CO 880", Hersteller GAF), 10 Teile eines kationaktiven Tensids ("Vantoc N", Hersteller ICI), 3 Teile eines alkylierten Polyvinylpyrrolidons ("Antarox P 904", Hersteller GAF) und 2,5 Teile eines quaternisierten Polyvinylpyrrolidons ("Gafquat 755",

" ■ - 0972

Hersteller GAF) enthielt.

Zur fertigen Emulsion wurden 14 Teile eines Fettsäurederivats von Imidazolin (""Carlex OA", Hersteller Meggit) mit einem Mischer mit hoher Scherwirkung gegeben.

Das Polyurethan wurde dann auf ein köperbindiges Kammgarngewebe, das keiner sonstigen Vorbehandlung unterworfen worden war, aus einem Ausziehbad aufgebracht, das mit einem Verhältnis von Flotte zu Ware von 25:1 angesetzt worden war und_r bezogen auf das Gewebe, 2 Gew.-% Polyurethan enthielt. Man ließ das Bad 15 Minuten bei Raumtemperatur ausziehen, worauf die Temperatur innerhalb von weiteren 15 Minuten auf 80 C erhöht und 5% Natriummetabisulfit, bezogen auf die Ware, zugesetzt wurde. Die Temperatur wurde dann zum Sieden erhöht und 10 Minuten auf dieser Höhe gehalten, worauf die Ware ; gespült und gefärbt wurde. ""

Die gesamte Ausziehzeit betrug 4O Minuten. Wenn das ! Fettsäurederivat von Imidazolin ("Carlex OA") nicht

zugesetzt wurde, wurde der gleiche Ausziehgrad nach ·

9O Minuten erreicht. |

Wenn das behandelte Gewebe 6O Minuten in einer Cubex— | Waschmaschine gemäß den Spezifikationen des Australian ; Wool Board für maschinenwaschbare Wolle gewaschen wurde, trat eine Flä'Chenschrumpfung von 2,1% ein. Eine unbe- ^;

handelte Probe zeigte eine Schrumpfung von 22%. I

609812/0972

Claims (19)

Patentansprüche

1) Verfahren zum Schrumpffestmachen von Wolle, Wollstoffen und Artikeln aus Wolle mit einem wässrigen Bad, das ewulgiertes oder dispergiertes Polyurethan enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ware im noch nassen Zustand und ohne vorheriges Trocknen oder Entfernen von Masser der Einwirkung hoher Temperaturen in Gegenwart eines Reduktionsmittels unterwirft.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mman als Reduktionsmittel ein Bisulfit verwendet. '

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, .

daß man die Polyurethanemulsion durch Klotzen aufbringt. |

4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, ⁽

daß man das Bisulfit im Klotzbad zusetzt und die geklotzte Ware mit Sattdampf bei Normaldruck oder Überdruck per— I manent fixiert und stabilisiert. "

5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bisulfit dem Klotzbad in einer solchen Menge ! zusetzt, daß die Ware 0,25 bis 2% des Bisulfits auf- !

nimmt. j;

6) Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, ;

daß man die geklotzte Ware mit Sattdampf 1 Minute bei 12O°C permanent fixiert oder aufheizt.

7) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die geklotzte Ware in einer wässrigen Lösung eines Bisulfits permanent fixiert oder aufheizt*

8) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Fixierungsbad verwendet, das O,l bis 0,3 g Natriummetabisulfit pro 1OO ml oder, bezogen auf das Gewicht der Ware, 2 bis 6% Natriummetabisulfit

enthält.

609812/0972

9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fixierungsbad bei einer Temperatur zwischen 90 und 100 C hält und die Behandlung 1 bis 15 Minuten durchführt.

10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 und 7 bis 9, dadurch '· gekennzeichnet, daß man ein Fixierungsbad verwendet, \ das außer dem Bisulfit bis zu 20 g eines neutralen Sal— j zes, z.B. Natriumsulfat, pro 100 ml Bad enthält. j

11) Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet^ daß man das Polyurethan nach dem Ausziehverfahren auf- j bringt.

12) Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man das Bisulfit dem Ausziehbad nach beendetem Ausziehen zusetzt und das Ausziehbad zum Sieden erhitzt.

13) Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeich- ΐ net, daß man das Bisulfit dem Ausziehbad in einer Menge j von "1 bis 6%, bezogen auf das Gewicht der Ware, zusetzt j und die Ware zum Schrumpffestmachen 2 bis 30 Minuten im siedenden Bad behandelt.

14) Verfahren nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet], daß man Wollstoffe, wollene Kleidungsstücke und Artikel aus Kammgarn behandelt.

15) Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man langkettige Polyamine, die wenigstens ein tertiäres Stickstoffatom enthalten, als Ausziehhilfsstoffe zur Beschleunigung der Ausziehgeschwindigkeit des Polyurethans auf Stoffe, Kleidungsstücke oder Artikel aus Kammgarn verwendet.

16) Verfahren nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ausziehhilfsstoffe langkettige Imidazolinderivate verwendet.

60981 2/0972

17) Verfahren nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß man Fettsäurederivate von Imidazolin als Ausziehhilf sstoffe verwendet.

18) Verfahren nach Anspruch 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ausziehhilfsstoffe der Polyurethanemulsion in Konzentrationen bis zu 10%, bezogen auf das Gewicht der Polyurethanfeststoffe, zusetzt.

19) Verfahren nach Anspruch 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß man als wollene Artikel Wirkware oder Fußbekleidung behandelt·

60981 2/0972