DE2550083A1 - Verfahren zur behandlung von textilgut mit fluessigem ammoniak - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

KLAUS D. KIRSCHNER DR. WOLFGANG DOST

D1PL.-PHYSIKER DIPL.-CHEMIKER

D-8OOO MÜNCHEN 2

BAVARtARlNG 38

Uneer Zeichen: C 689 D Ourr.fer.no·: ^Q 129/74

Datum: 7- November 1975

J. & P. COATS LIMITED

Glasgow, Schottland (Großbritannien)

"Verfahren zur Behandlung von Textilgut mit flüssigem Ammoniak"

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Textilgut mit Cellulosecharakter, zum Beispiel von Baumwolle * mit flüssigem Ammoniak.

Textilgut wird häufig einer Behandlung mit flüssigem Ammoniak unterworfen, um die Eigenschaften des Textilguts zu verändern oder zu verbessern. So kann man zum Beispiel durch Behandlung des Textilguts mit flüssigem Ammoniak unter geeigneten Bedingungen solche Eigenschaften, wie verbessertes Volumen, verbesserter Glanz, hohe Festigkeit, verminderte Dehnbarkeit, erhöhte Affinität gegenüber bestimmten Farbstofftypen und/oder verbesserte Gleichmäßigkeit der Färbstoffannähme bzw. -aufnahme erreichen.

Bei der Anwendung von flüssigem Ammoniak auf Textilfasera werden die erwünschten Wirkungen durch die Quellwirkung des Ammoniaks auf die Fasern verursacht oder zumindest in Gang gebracht. Der Umfang, den diese Reaktion zwischen den Fasern und dem Ammoniak erreicht, wird durch die Kontaktzeit bestimmt. In der

609821/0704

Praxis besteht jedoch eine Beschränkung bezüglich der Zeitdauer, während der man den Ammoniak in Kontakt mit den Fasern halten kann, da ohne zeitliche Beschränkung die Behandlung unwirtschaftlich würde. Es wurde gefunden, daß bei der Behandlung von Textilfasern mit Ammoniak die Änderung der Textilfasereigenschaften nicht linear von der Zeit abhängt. Vielmehr erfolgt die Änderung anfänglich sehr schnell, worauf die Änderungsgeschwindigkeit abfällt und mit der Zeit immer geringer wird. Die Kurve, die die zeitliche Änderung wiedergibt, steigt vom Ursprung her steil an und verläuft nach einem abrupten Abfall der Steigung erheblich flacher. Wegen dieses nichtlinearen Verlaufs geht man bei der Behandlung von Textilgut mit Ammoniak zum Beispiel so vor, daß man die Behandlung vor Erreichen der vollen Wirkung abbricht. Hierdurch läßt sich eine erhebliche Zeitverkürzung erreichen, wobei trotzdem ein für die Praxis wertvoller Änderungsumfang der gesamten möglichen Änderung des Textilguts erreicht werden kann. Diese unvollständige Änderung macht sich unter anderem bei demjenigen Textilgut bemerkbar, das unmittelbar nach der Ammoniakbehandlung gefärbt werden soll. Wegen des unvollständigen und etwas unkontrollierten Änderungsgrads erhält man, selbst bei kontinuierlichem Verfahren, stark unterschiedliche Färbungsgrade. Der Grund hierfür liegt darin, daß sich die Ammoniakbehandlung vollständig innerhalb des Kurventeils abspielt, in dem diese eine große Steigung besitzt. In diesem Teil der Kurve führen kleine Zeitschwankungen bei der Ammoniakbehandlung zu vergleichsweise großen Unterschieden in den in den Fasern hervorgerufenen Änderungen. Innerhalb des kurzen Zeitraums bei der Behandlung mit Ammoniak in der Praxis, im allgemeinen weniger als 1 Sekunde, ist es außerordentlich schwierig, die Behandlungszeit genau konstant zu halten, und zwar wegen der unterschiedlichen Penetrationszeit des Ammoniaks. Es wäre somit von großem Vorteil bezüglich der Verbesserung der GleichmäßigkeiD Eigenschaften, wenn die Ammoniakbehandlung bis zu dem Bereich der Kurve fortgeführt werden könnte, der eine wesentlich geringere Steigung besitzt, da in diesem Bereich relativ große Zeitabweichungen nur geringe Änderungen der Materialeigenschaften bewirken. Bei Weiterführung der Ammoniakbehandlung

609821/0704

erfahren auch die durch Ammoniak im Textilgut hervorgerufenen Veränderungen eine Verbesserung, zum Beispiel hinsichtlich der Farbannahme bzw. -aufnahme. Bisher ist jedoch für eine Fortführung der Behandlung bis zu demjenigen Bereich der Kurve, in dem diese eine geringe Steigung besitzt, der erforderliche Zeitaufwand unverhältnismäßig groß und aus Ökonomischen Gründen nicht vertretbar.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein verbessertes Verfahren zur Textil-Ammoniakbehandlung zur Verfügung zu stellen.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Behandlung von Textilgut mit Ammoniak, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Textilgut vor der Ammoniakbehandlung einer Wasserbehandlung unterwirft, so daß der Feuchtigkeitsgehalt des mit Ammoniak zu behandelnden Textilguts größer als der natürliche Feuchtigkeitsgehalt (aufgrund der Luftfeuchte), Jedoch nicht größer als 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene (wasserfreie) Textilgut, ist.

Das Wasser kann in abgemessener Menge zugegeben werden, so daß der Feuchtigkeitsgehalt des Textilguts genau oder etwa bei einem vorgegebenen Wert gehalten wird.

Wenn es sich bei dem zu behandelnden Textilgut um Textilgarn handelt, wird dieses Garn zum Beispiel über eine Walze bzw. Rolle geführt, die in einen Wasserbehälter eintaucht, wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit der Walze geregelt werden kann, so daß die Wassermenge, die in Kontakt mit dem Garn kommt, unterschiedlich ist. Man kann auch das Garn durch eine Führung laufen lassen, die mit Wasser in genau kontrollierter Menge gespeist wird.

Es ist seit langem bekannt, Ammoniakbäder mit Wasser zu verdünnen; tatsächlich besitzt flüssiger Ammoniak eine starke Neigung zur Aufnahme von Wasser. Es wurde jedoch, gefunden, daß bei der

609821/0704

Verdünnung von Ammoniakbädern mit Wasser die Geschwindigkeit der Einwirkung des Ammoniaks auf das Textilgut, das durch das Bad hindurchläuft, herabgesetzt wird, so daß man gerade das Gegenteil von dem erreicht, was erwünscht ist. Aus diesem Grund hat man bisher danach getrachtet, die Wassermenge in Ammoniakbädern so gering wie möglich zu halten und, als Weiterentwicklung dieser Maßnahme, die Wassermenge in dem zu behandelnden Textilgut zu begrenzen. Überraschenderweise wurde jedoch erfindungsgemäß gefunden, daß die Vorbehandlung des Textilgutes mit Wasser nicht nur keinen Verdünnungseffekt des Ammoniaks bewirkt, sondern auch eine Zunahme der Einwirkungs— geschwindigkeit des Ammoniaks auf das Textilgut mit sich bringt. Obwohl der Mechanismus nicht vollständig klar ist, wird angenommen, daß das Wasser eine anfängliche Quellung des Textilgutes und auf diese Weise eine Erhöhung der Zugänglich— keit für Ammoniak bewirkt, so daß eine größere Menge Ammoniak auf das gleiche Textilgutgewicht einwirkt, als beim Inberührungbringen von trockenem Textilgut mit Ammoniak. Es besteht somit ein wesentlicher Unterschied zwischen dem Einbringen eines bereits Wasser enthaltenden Textilgutes in flüssigen Ammoniak einerseits umd dem Einbringen des gleichen Textilgutes in trockenem Zustand in Wasser enthaltenden Ammoniak. Der Unterschied mag zunächst gering erscheinen, hat jedoch sehr große Bedeutung, da das Wasser eine Erhöhung der zugänglichen Oberfläche eines bestimmten Textilgutes und somit eine Erhöhung der Anzahl der Ammoniakmoleküle bewirkt, die mit dem Textilgut reagieren können, während bei dem herkömmlichen Verfahren das im Ammoniak anwesende Wasser lediglich eine Verdünnung und somit eine Herabsetzung der Anzahl der Ammoniakmoleküle bewirkt, die mit dem bestimmten Textilgut reagieren können.

Es hat sich gezeigt, daß das Verfahren der Erfindung mit großem Vorteil auf das Verfahren der DT-OS 1 610 928 angewendet werden kann. Es wurde gefunden, daß alle vorteilhaften Eigenschaften, die man nach dem Verfahren der DT-OS 1 610 928 erhält, verbessert werden. Dies betrifft insbesondere die Gleich mäßigkeit der Farbannahme bzw. -aufnahme des nach diesem

60 9 821/0704

Verfahren behandelten Textilguts. Auf die DT-OS 1 610 928 wird hier vollinhaltlich Bezug genommen.

Bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung in der Praxis werden erhebliche Verbesserungen bezüglich der Affinität best irnmt er Färbstofftypen erreicht. Weiterhin hat sich gezeigt, daß die erhöhte Affinität gegenüber Farbstoffen von einer stark verbesserten Gleichmäßigkeit der Färbstoff annähme bzw. -aufnahme begleitet ist. Dies bringt den zweifachen Vorteil mit sich, daß nicht nur der Zeitaufwand des Färbevor^rj-angs herabgesetzt, sondern auch die Färbstoffausnutzung erhöht ist, und die verbesserte Gleichmäßigkeit der Färbstoffaufnähme eine Farbtonkon— stanz mit sich bringt, die bisher bezüglich eines großen Materialdurchsatzes bei der Färbung unerreichbar gewesen ist. Wenn bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Zeitdauer so lang gewählt wird, daß der Bereich der Kurve mit der kleinen Steigung erreicht wird, verursachen kleine Zeitabweichungen während der Ammoniakbehandlung nur so kleine Veränderungen in der erzielten Ammoniakwirkung, daß diese entweder überhaupt keine Auswirkung auf den FärbeVorgang haben oder die Veränderungen so gering sind, daß sie mit dem unbewaffneten Auge nicht wahrgenommen werden können. Zusätzlich zu den genannten Vorteilen beobachtet man, daß eine weitere Glanzverbesserung auftritt, und wo eine der Aufgäben der Ammoniakbehandlung darin besteht, die Festigkeit des Textilgutes zu erhöhen, beobachtet man, daß die Erhöhung größer ist, als wenn man das Verfahren der Erfindung nicht anwendet.

Die erfindungsgeiüäß erzielten Vorteile gehen deutlich aus der Zeichnung und der nachfolgenden Tabelle hervor.

Die einzige Figur zeigt eine graphische Darstellung, in der auf der X-Achse die Anwendungsdauer des Ammoniaks auf ein Garn aufgetragen ist, während die Y-Achse das Ausmaß der Quellwirkung auf das gegebene Garn wiedergibt. Die Kurve A repräsentiert die Auswirkung von Ammoniak auf das Garn mit natürlicher Feuchte in Abhängigkeit der Zeitdauer der Behandlung mit Ammoniak, während

609821/0704

die Kurve B den Einfluß von Ammoniak auf das gleiche Garn wiedergibt, nachdem das Garn nach dem Verfahren der Erfindung mit einer bestimmten Wassermenge imprägniert worden ist. Die Zeitdauer t stellt die normale Behandlungszeit dar, die bei der Behandlung des gegebenen Garns ökonomisch ist, und bei der Zeitdauer cTt handelt es sich um die kleine Zeitschwankung bei der Behandlungszeit, die normalerweise bei der Durchführung des Ammoniakbehandlungsverfahrens auftritt und ohne die Anwendung sehr teurer Steuereinrichtungen nicht verringert oder beseitigt werden kann. tfy. stellt die Veränderung der Auswirkung auf das Garn dar, die durch eine Zeitabweichung cft erhalten wird, wenn man nach dem Verfahren der Kurve A arbeitet, d.h. normal "feuchtes" Garn in die Ammoniakimprägnierstufe einsetzt.

cfy₂ ³^^e^-^ ^die Veränderung der Auswirkung auf das Garn bei gleicher Zeitabweichung cft dar, wenn man auf der Kurve B arbeitet, das heißt in die Ammoniakimprägnierstufe das Garn einsetzt, das erfindungsgemäß zuvor mit einer bestimmten Wasser— menge imprägniert worden ist. Der Vorteil des Verfahrens der Erfindung ergibt sich deutlich aus einem Vergleich von Sy^ mit 6y₂· Offensichtlich ist bei gegebener Zeitabweichung c£t die Veränderung bezüglich der Auswirkung auf das Garn, das gemäß der Erfindung mit Wasser imprägniert worden ist, wesentlich geringer als bei dem Garn, das nicht dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen worden ist.

befindet sich auf der Y-Achse

oberhalb von Sy₁; dies bedeutet, daß die Auswirkung des Ammoniaks auf das zuvor der Wasserimprägnierung unterworfene Garn in der gegebenen Zeit größer ist, als bei dem trocken eingesetzten Garn. Dies ist teilweise für die größere Zugfestigkeit und andere Eigenschaften verantwortlich, die man durch Anwendung des Verfahrens der Erfindung erhält.

609821/0704

Die Auswirkung auf die Zugfestigkeit und die Farbstoffaufnahme nach der Ammoniakbehandlung bei verschiedenen Wassergehalten des verwendeten Garns ist aus der nachfolgenden Tabelle ersichtlich.

Garn - 185 dtex (32 Ne) χ 2

J-Wert

(Umkehrwert der

Zugesetztes Farbtontiefe bei

Wasser, % Zugfestigkeit, g einer gegebenen

Färbstoffbadstärke

0,0 *) 814 13,37

6,0 (normal) 790 13,06

14,4 840 12,84

20,7 894 12,87

*) aufgrund der natürlichen (normalen) Feuchtigkeit enthaltenes Wasser wurde entfernt.

Der in der Beschreibung und dem Anspruch verwendete Ausdruck "Textilgut" bzw. "Garn" umfaßt die verschiedensten Textilmaterialien, wie Fäden bzw. Fasern, Garne, gewebtes und nichtgewebtes Textilgut, geknüpftes oder gewirktes Textilgut.

Das Verfahren der Erfindung ist auf Textilgut mit Cellulosecharakter anwendbar. Beispiele hierfür sind Textilien aus natürlich vorkommenden Fasern, wie Baumwolle, Leinen oder Jute, aber auch aus Kunstfasern, in denen die Cellulosebausteine zwar in bestimmtem Umfang modifiziert sind, jedoch noch ein Cellulosecharakter erhalten ist, wie Reyon.

Unter der "natürlichen" oder "normalen" Feuchtigkeit des Textilguts wird die aufgrund der Luftfeuchtigkeit enthaltene Wassermenge (Gleichgewichtsfeuchtigkeit) verstanden. Sie beträgt bei Baumwolle im allgemeinen etwa 6 Prozent, bezogen auf die wasserfreie Faser.

609821/0704

- 8 - 2 5S008

Für die Wasserbehandlung bzw. -imprägnierung kann sowohl Textilgut mit natürlicher Feuchtigkeit, als auch teilweise oder vollständig getrocknetes Textilgut eingesetzt werden. In der Praxis erfolgt die Wasserbehandlung des Textilguts vorzugsweise mittels nasser Walzen. Die Wassertemperatur spielt hierbei keine besondere Rolle; vorzugsweise arbeitet man bei Raumtemperatur.

Erfindungsgemäß ist nach der Wasserbehandlung der Wassergehalt des Textilguts höher als der natürliche Wassergehalt, aber nicht größer als 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene (wasserfreie) Textilgut. Bevorzugt wird ein Wassergehalt von 8 bis 25, insbesondere 10 bis 22 und ganz besonders 12 bis 18 Gewichtsprozent, wobei mit einem Wassergehalt von etwa 15 Gewichtsprozent im allgemeinen die besten Ergebnisse erhalten werden.

Die Durchführung der Ammoniakbehandlung ,erfolgt in an sich bekannter Weise, z. B. durch Eintauchen des Textilguts in flüssigen Ammoniak, z-. B. für eine Dauer von einigen Minuten.

Nach der Ammoniakbehandlung wird das Textilgut in üblicher Weise, gegebenenfalls nach Entfernen des Ammoniaks (vergleiche DT-OS 1 610 928) weiterverarbeitet.

Patentanspruch 609821/0704

Claims (1)

1. - 9 - 2b!: U

   Patentanspruch

   Verfahren zur Behandlung von Textilgut mit Cellulosecharakter mit flüssigem Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß man das Textilgut vor der Ammoniakbehandlung einer Behandlung mit Wasser in solcher Menge unterwirft, daß der Feuchtigkeitsgehalt des Testilguts größer als der natürliche Feuchtigkeitsgehalt, jedoch nicht größer als $0 Gewichtsprozent, bezogen auf das trockene (wasserfreie) Textilgut,ist.

   609821 /070A

   Leerseite