DE2538092C3 - Verfahren zur strahlenchemischen Veredlung von textlien Fasern bzw. den daraus hergestellten Flächengebilden - Google Patents

Verfahren zur strahlenchemischen Veredlung von textlien Fasern bzw. den daraus hergestellten Flächengebilden

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Giselher Prof. Dipl.-Chem. Dr.Rer. Nat. Valk
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Description

Verfahren zur strahlenchemischen Veredelung von Baumwollfasern und cellulosischer! Chemiefasern sowie deren Mischungen mit Synthesefasern und reinen Synthesefasern für die Oleophobierung, Hydrophilierung, Schmutzabweisung sowie zur Erzielung antistatischer Eigenschaften, deren Schwereniflammbarkeit sowie deren Pflegeleichtigkeit, bei dem die zu veredelnde Faser bzw. das daraus hergestellte textile Flächengebilde zunächst mit einer Flotte beladen wird, die wenigstens eine vinylgruppenhaltige Verbindung und einen Sensibilator enthält und bei dem anschließend die vinylgruppenhaltige Verbindung durch UV-Bestrahlung an das textile Flächengebilde addiert wird, das dann gewaschen wird, wobei es vorher noch getrocknet und kondensiert werden kann.
Strahlenchemische Verfahren zur Veredelung von textlien Flächengebilden sind an sich schon lange bekannt. Erst in jüngerer Zeit finden jedoch diese Veredelungsverfahren im Zeichen der Energiekrise und der Auflagen zum Umweltschutz gesteigertes Interesse, wobei allerdings deren Beherrschung noch immer erhebliche Schwierigkeiten bereitet
to Bei bekannten Verfahren werden zur strahlenchemischen Veredelung Hochenergiestrahlen eingesetzt So ist bei einem aus der DE-AS 10 42 521 bekannten Verfahren die Verwendung ionisierender elektromagnetischer Strahlung nach Art einer Röntgenstrahlung bekannt wobei dem Behandlungsgut auch Zusätze hinzugefügt werden können, die die Strahlung absorbieren. Auch bei einem anderen, aus der DE-OS 16 19 076 bekannten Verfahren wird das Textilgut einer ionisierenden Strahlung, z.B. einer Gammastrahlung oder Röntgenstrahlung unterworfen, nachdem es mit Lösungen oder Dispersionen von organischen Verbindungen vorbehandelt wurde, wobei anschließend auf das Textilgut eine aufzupfropfende Verbindung aufgebracht wird. Ferner ist bereits die Bestrahlung des Textilgutes in einer inerten Atmosphäre, insbesondere Stickstoffatmosphäre, vorgenommen worden (US-PS 36 34 018, Literaturstelle aus »Textile Research Journal«, 1965, Seite 648 ff.).
Daneben ist auch die Behandlung von Kunststoffen mit Niederenergiestrahlung (UV, Glimmentladung) bekannt insbesondere zur Vernetzung von Kunststoff unter UV-Bestrahlung (FR-PS 11 86 536).
In jedem Fall bestimmt die Strahlenleistung der jeweils verwendeten Strahlenquelle die Bestrahlungszeit und darüber hinaus auch wegen verschiedener sekundärer Reaktionen die erzielten Effekte,
Bei optimaler Verfahrensführung kommt es bei der Strahlenbehandlung zur Ausbildung von konvalent gebundenen Seitenketten. Dabei können je nach Charakter der Vinylkomponente und des textlien Rächengebildes die unterschiedlichsten Effekte erzielt werden, z. B. Oleophobierung, Hydrophilierung, Schmutzabweisung, antistatische Eigenschaften, Schwerentflammbarkeit sowie Pflegeleichtigkeit
Bei cellulosischen Fasern ist man besonders an einem wirtschaftlichen Verfahren für die Knitterarmausrüstung interessiert da hierfür immer noch das klassische Nass-Verweil-Verfahren zur Anwendung kommt, bei dem die Addition der Vinylkomponente, beispielsweise
so Methylolacrylamid, in einer mehrstündigen und deshalb diskontinuierlichen, alkalischen Behandlung erfolgt, die außerdem ausgedehnte Waschstufen erfordert.
Aber auch die bisher bekannten strahlenchemischen Veredelungsverfahren weisen Nachteile auf, die deren wirtschaftliche Anwendungen bisher in Frage stellten. So erfordert die Anwendung von Hochenergiestrahlen sehr hohe Investitionskosten und aufwendige Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz vor Strahlenschäden. Insbesondere mittlere und kleinere Betriebe sind
M deshalb allenfalls an der Behandlung mit Niederenergiestrahlen interessiert.
Eine wirtschaftliche Anwendung scheiterte jedoch bisher daran, daß trotz Zugabe von Sensibilisatoren die notwendige Bestrahlungszeit für einen kontinuierlichen Verfahrensablauf zu hoch ist. So beträgt beispielsweise die Bestrahlungszeit bei UV-Bestrahlung zur Erzielung von Quervernetzung in Baumwolle in Stickstoffatmosphäre 60 Minuten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Bestrahlungszeit stark zu kürzen und das Verfahren so zu führen, daß der Sensibilisator nicht an das Textilgut angelagert wird.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Flotte ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittel-Wasser-Gemisch und als Sensibilisator eine karbonylgruppenhaltige Verbindung mit UV-Absorption im Bereich von 300—400 nm verwendet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verwendung einer relativ energiearmen und damit ungefährlichen Strahlung bei wesentlich verkürzter Strahlungszeit Das wird auf den Einsatz der karbonylgruppenhaltigen Verbindung zurückgeführt, die den Energietransfer aus der Strahlung auf die Vinylgruppen enthaltende und an die Fasern anzulagernde Verbindung wesentlich erleichtert sowie die Reaktionen beschleunigt Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei niedrigen Temperaturen und in normaler Atmosphä- n> re durchgeführt werfen. Die Bestrahlungszeit beträgt im Höchstfall nur noch wenige Minuten, so daß die Veredelung des textlien Flächengebildes in kontinuierlichem Ablauf erfolgen kann.
Vorzugsweise wird als karbonylgruppenhaltige Verbindung ein Benzoinderivat, insbesondere Benzoinäthyläther verwendet
Die von der Erfindung angestrebte Verkürzung der Bestrahlungszeit tritt schon dann ein, wenn der Sensibilisator in einer Konzentration von 0,5 bis 1 g/l verwendet wird.
Günstige Ergebnisse erhält man, wenn die UV-Bestrahlung bei einem Emissionswert von 366 nm und bei einer Bestrahlungszeit von 10 Stkündet bis 10 Minuten durchgeführt wird Die Bestrahlungszeit hängt im einzelnen von der Art und der Dicke des ζ veredelnden Flächengebildes ab. Zweckmäßig wird die UV-Bestrahlung bei Temperaturen zwischen 60 und 80° C vorgenommen.
Für die Knitterfestausrüstung, die insbesondere für cellulosische Stoffe interessant ist, wird eine vinylgruppenhaltige Verbindung mit wenigstens einer Methylolgruppe verwendet, der ein Katalysator zugegeben wird und daß zusätzlich noch Dimethyloläthylenharnstoff zugegeben werden kann. Als vinylgruppenhaltige Verbindung eignet sich z. B. ein N-MethylolacryJamid, das in einer Konzentration von 40 bis 80 g/l zusammen mit einem Katalysator in einer Konzentration von ca. 12 g/l und Dimethyloläthylenharnstoff in einer Konzentration von 35 bis 60 g/l verwendet wird,
Schließlich empfiehlt die Erfindung für die Knitterarmausrüstung als Lösungsmittel-Wasser-Gemisch ein Alkohol-, vorzugsweise Äthanol-Wasser-Gemisch, zu verwenden, dessen Mischungsverhältnis Äthanol zu Wasser zweckmäßig bei 40 :60 liegt
Anhand eines Beispiels wird die Erfindung näher veranschaulicht Es wird ein Baumwollgcwcbe zu 90% mit Flotte beladen. Die Flotte besteht dabei aus einem Äthanol-Wasser-Gemisch mit einem Mischungsverhältnis 40:60, dem 60 g/l Methylolacrylamid, 12 g/I Magnesiumchloridhydrat und 40 g/l Dimethyloläthylenharnstoff sowie 0,6 g/l eines Sensibilisators zugegeben worden ist Damit entspricht die Zusammensetzung bis auf den Sensibilisator und das Alkohol-Wasser-Gemisch derjenigen, wie sie beim klassischen Naß-Verweil-Verfahren verwendet wird.
Das derart präparierte Baumwollgewebe wird dann kurzzeitig mit UV-Bestrahlung behandelt und anschließend wie üblich getrocknet und kondensiert. Bei Auflagen bis zu 9% werden dann Trocken- und Naßknitterwinkel von ca. 140° gemessen, die den Werten entsprechen, die bei Anwendung des klassischen Naß-Verweil-Verfahrens erzielt werden.

Claims (7)

  1. Patentansprüche:
    U Verfahren zur strahlenchemischen Veredelung von Baumwollfasern und cellulosischer! Chemiefasern sowie deren Mischungen mit Synthesefasern und reinen Synthesefasern für die Oleophobierung, Hydrophilierung, Schmutzabweisung sowie zur Erzielung antistatischer Eigenschaften, deren Schwerentflammbarkeit sowie deren Pflegeleichtigkeit, bei dem die zu veredelnde Faser bzw. das daraus hergestellte textile Flächengebiide zunächst mit einer Flotte beladen wird, die wenigstens eine vinyigruppenhaJtige Verbindung und einen Sensibilisator enthält, und bei dem anschließend die vinylgruppenhaltige Verbindung durch UV-Bestrahlung an das textile Flächengebilde addiert wird, das dann gewaschen wird, wobei es vorher noch getrocknet und kondensiert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß als Flotte ein Lösungsmittel oder ein Lösungsmittel-Wasser-Gemisch und als Sensibilisator eine karbonylgruppenhaltige Verbindung mit UV-Absorption im Bereich von 300—400 nm verwendet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als karbonylgnippenhaltige Verbindung ein Benzoinderivat, insbesondere Benzoinäthyläther verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensibilisator in einer Konzentration von 0,5 bis 1 g/l verwendet wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die UV-Bestrahlung bei einem Emissionswert von 366 nm und bei einer Bestrahlukgszeit von 10 Sekunden bis 10 Minuten durchgeführt wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 —4, dadurch gekennzeichnet, daß die UV-Bestrahlung mit Temperaturen zwischen 60 und 80° C vorgenommen wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1—5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Knitterarmausrüstung eine vinylgruppenhaltige Verbindung mit wenigstens einer Methylolgruppe verwendet wird, der ein Katalysator zugegeben wird und daß zusätzlich noch Dimenthyloläthylenharnstoff zugegeben werden kann.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel-Wasser-Gemisch ein Alkohol-, vorzugsweise Äthanol-Wasser-Gemisch, verwendet wird.
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