DE3235002C2 - Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulose-Faser mit guter Griffigkeit und guter Krumpfechtheit - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulose-Faser mit guter Griffigkeit und guter KrumpfechtheitInfo
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Abstract
Beschrieben wird ein Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulose-Faser mit guter Griffigkeit und guter Krumpf echtheit, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Flüssigkeit, die in flüssigem Ammoniak nicht leicht löslich ist und an regenerierter Cellulose-Faser adsorbierbar ist, an die Oberfläche der regenerierten Cellulose-Faser angelagert wird, oder ein Polymerisat in Form eines Films an die Oberfläche der regenerierten Cellulose-Faser angelagert wird, oder die vorgenannten Oberflächenbehandlungen nicht durchgeführt werden, und daß der Feuchtigkeits-Gehalt der regenerierten Cellulose-Faser auf 5 oder mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, eingestellt wird und danach die regenerierte Cellulose-Faser mit flüssigem Ammoniak getränkt wird und anschließend das Ammoniak von der regenerierten Cellulose-Faser entfernt wird.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulosefaser, die welch
Ist und eine hervorragende Maßbeständigkeit gegenüber Wasser besitzt. Insbesondere betrifft die vorliegende
Erfindung ein Verfahren zur Verbesserung von regenerierter Cellulose-Faser mit flüssigem Ammoniak, wodurch
die Maßbeständigkeit der regenerierten Cellulose-Faser gegenüber Wasser verbessert werden kann, ohne daß die
Weichheit und die Bruchdehnung der regenerierten Cellulose-Faser und Im Falle von Stoffen ihre Reißfestigkeit
40 beeinträchtigt werden.
i3| Obwohl regenerierte Cellulose-Faser durch Ihr ausgezeichnetes Feuchtigkeits-Absorptionsvermögen und
U Wasser-Absorptionsvermögen, Ihr hochgradig antistatisches Verhalten und die Leichtigkeit, mit der sich
f| Verschmutzungen von Ihr entfernen lassen, gekennzeichnet Ist, besitzt sie den Nachteil, daß ihre Maßbeständlg-
kelt gegenüber Wasser schlecht 1st, das heißt, daß sie beim Waschen einläuft und nach dem Waschen faltig
j| 45 wird.
Yi1 Um regenerierte Cellulose-Fasern als Material für Bekleidungsstoffe verwenden zu können, muß der vorge-
% nannte Mangel beseitigt werden.
,j| Im Laufe vieler Jahre wurde eine Anzahl von Untersuchungen zur Verbesserung der Maßbeständigkeit gegen-
y über Wasser durchgeführt, nämlich zur Erniedrigung der prozentualen Krumpfung von Cellulose-Fasern,
.· 50 einschließlich der natürlichen Cellulose-Fasern, wie sie In typischer Welse durch Baumwolle verkörpert werden.
Als ein Beispiel für solche Untersuchungen kann die Behandlung von Celilulose-Faser mit flüssigem Ammoniak
zitiert werden.
Eine solche Behandlung wird in den GB-PS 11 36 417 (1966) und 10 84 612 (1967) als Merzerisierung von
Baumwolle mit flüssigem Ammoniak erwähnt. Seitens der Anmelderin wurde jedoch herausgefunden, daß bei
Anwendung dieser Verfahrenswelse auf regenerierte Cellulose-Fasern die regenerierte Cellulose-Faser Qualitätseinbußen erleidet. So wird bei Anwendung dieses Verfahrens auf regenerierte Cellulose-Fasern die Oberfläche
der regenerierten Cellulose-Faser In einem solchen Maße gequollen, so daß aufgrund der stark aufquellenden
Wirkung des flüssigen Ammoniaks auf Cellulose nahezu eine Auflösung stattfindet und einzelne Fäden leicht
dazu gebracht werden, Uaß sie aneinander kleben. Dieser Zustand bleibt sogar nach dem Entfernen des flüssigen
(Ό Ammoniaks von der Faser erhalten. Dementsprechend werden in Fäden und In Stoffen, die aus Anordnungen
einzelner Fäden bestehen, das Gleiten und die Bewegungen der einzelnen Fäden gegeneinander unterdrückt, so
daß die Weichheit des Fadens oder des Stoffes in ausgeprägter Welse verschlechtert wird. Wie Im Vorstehenden
mangelt es der Merzerisierung der regenerierten Cellulose-Faser offensichtlich an der praktischen Durchführbarkelt.
.
Aus der DE-OS 25 50 083 Ist ein Verfahren zur Behandlung von Textilgut mit flüssigem Ammoniak bekannt,
bei dem das Textilgut vor der Ammoniakbehandlung einer Behandlung mit einer solchen Wassermenge unterworfen
wird, daß der Feuchtigkeitsgehalt bis zu 30 Gew.-% beträgt.
Wenn andererseits Baumwolle mit flüssigem Ammoniak behandelt wird, wird das Quellen des die Ober-
Wenn andererseits Baumwolle mit flüssigem Ammoniak behandelt wird, wird das Quellen des die Ober-
flächenschicht umfassenden Teils unterdrückt, und es kommt nicht vor, daß einzelne Fasern untereinander verkleben.
Infolgedessen wird ihre Griffigkeit nicht beeinträchtigt, da die Baumwolle eine dichte Sekundär-Wandstruktur
in der Faseroberfläche aufweist.
Seitens der Anmelderin wurden die Unterschiede In bezug auf den Zustand des Verklebens zwischen Baumwolle
und regenerierter Cellulose-Faser, die bei der Merzerisierung mit flüssigem Ammoniak auftreten, eingehend
untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen bilden die Grundlage für die vorliegende Erfindung
eines Verfahrens, das das Aneinanderkleben regenerierter Cellulose-Fasern verhindert.
Wie Im Vorstehenden dargelegt wurde, quellen regenerierte Cellulose-Fasern unter der Einwirkung von flüssigem
Ammoniak, und ihre einzelnen Fäden werden dabei sehr anfällig für ein Verkleben. Wenn die einzelnen
Fäden In einem solchen Zustand nur einem leichten Druck ausgesetzt werden, etwa einer auf die Faser ausgeübten
Spannung, einer Verdichtung unter der Einwirkung einer Mangelwalze oder dergleichen, einer Berührung
mit einer Wendewalze usw., werden sie sehr leicht geschädigt, so daß die Fäden oder Stoffe Ihre Weichheit
verlieren und steif werden.
Um dieses zu vermeiden, muß die gegenseitige Berührung der einzelnen Fäden miteinander verhindert
werden. Im Rahmen der seitens der Anmelderin durchgeführten Untersuchungen über Verfahren zur Verhlnderung
der gegenseitigen Berührung der einzelnen Fäden wurde ein Verfahren gefunden, daß das Bedecken der
Oberflächen der einzelnen Fäden mit einer In flüssigem Ammoniak nicht leicht löslichen flüssigen Substanz
oder einer zur Bildung eines Films befähigten polymeren Substanz vor der Behandlung mit flüssigem Ammoniak
und das Einstellen des FeuchtigkeHsgehalts der einzelnen Fäden auf einen speziellen Bereich und danach
die Behandlung der Fäden mit flüssigem Ammoniak umfaßt. Das bedeutet, daß mittels dieses Verfahrens
einzelne Fäden aus regenerierter Cellulose vorher mit einer in flüssigem Ammoniak nicht leicht löslichen und
an regenerierter Cellulose adsorbierbaren Substanz oder mit einer zur Bildung eines Films befähigten polymeren
Substanz beschichtet werden und daß der Feuchtigkeitsgehalt der Faser auf einen speziellen Bereich eingestellt
wird; erst danach wird die regenerierte Cellulose mit flüssigem Ammoniak getränkt; hierdurch kann die gegenseitige
Berührung der Einzelfäden der regenerierten Cellulose verhindert werden, auch wenn sie gequollen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung können regenerierte Cellulose-Fasern mit flüssigem Ammoniak behandelt
werden, ohne daß sie In nennenswertem Maße eine Beeinträchtigung Ihrer Weichheit und im Falle von Stoffen
Ihrer Reißfestigkeit erleiden.
Weiterhin wurden seitens der Anmelderin auch eingehende Untersuchungen über die Auswirkungen der
Behandlung mit nüssigem Ammoniak auf eine Verbesserung der Maßbeständigkeit der Cellulose-Faser gegenüber
Wasser durchgeführt. Aus diesen Untersuchungen resultierte der überraschende, bisher völlig unbekannte
Befund, daß die natürliche Cellulose-Faser und die regenerierte Faser sich In starkem Maße durch die Wirkung
unterscheiden, die flüssiges Ammoniak auf sie ausübt, so daß die Maßbeständigkeit der regenerierten Cellulose-Faser
gegenüber Wasser durch das bisher bekannte Verfahren nicht hinreichend verbessert werden kann.
Als Beispiel für die Behandlung von Cellulose-Fasern mit flüssigem Ammoniak kann das Verfahren der
US-PS 19 98 551 angeführt werden. In dieser PS wird ein Verfahren zur Behandlung von Cellulose-Fasern ohne
Spannung oder nur unter sehr schwacher Spannung beschrieben. Die mittels dieses Verfahrens behandelte
regenerierte Cellulose-Faser besitzt jedoch eine unzureichende Maßbeständigkeit gegenüber Wasser.
In den US·PS 35 11 591 und 33 47 963 wird das Verfahren der Behandlung mit flüssigem Ammoniak als
Verfahren zur Vorkrumpfung der Fasern beschrieben. Die Maßbeständigkeit der regenerierten Cellulose-Faser
kann jedoch mit Hilfe dieses Verfahrens nicht hinreichend verbessert werden.
In der US-PS 34 06 006 wird ein Verfahren zur Behandlung von Cellulose-Fasern mit flüssigem Ammoniak
zum Zwecke der Verbesserung Ihrer Maßbeständigkeit gegenüber Wasser beschrieben. Dieses Verfahren kann
jedoch auch noch nicht als Verfahren dienen, das die Maßbeständigkeit der regenerierten Cellulose genügend zu
verbessern vermag.
In der US-PS 35 60 140 und den JP-OS 1 57 700/75 und 48 298/75 werden In ähnlicher Welse Verfahren zur
Behandlung von Cellulose-Fasern mit flüssigem Ammoniak erwähnt. Keines dieser Verfahren kann jedoch ein
Mittel sein, nt!t dem sich die Maßbeständigkeit regenerierter Cellulose-Fasern gegenüber Wasser hinreichend
verbessern läßt.
Somit zeigen Verfahren, die das Imprägnieren der Cellulose-Fasern mit nüssigem Ammoniak und die
Behandlung durch diese Maßnahme umfassen, keine hinreichende Wirkung Im Hinblick auf eine Beseitigung
des bedeutsamen Mangels regenerierter Cellulose, d. h. Ihrer mangelhaften Maßbeständigkeit gegenüber Wasser,
auch wenn diese Verfahren wirksam sind In bezug auf eine Erhöhung der Festigkeit natürlicher Cellulose-Fasern
(Baumwolle), Verbesserung Ihrer Maßbeständigkeit, Steigerung Ihres Glanzes und Verbesserung Ihrer
Färbbarkelt.
Bisher wurde oft angenommen, daß ein Verfahren, das dafür bekannt war, daß es die Gebrauchseigenschaften
natürlicher Cellulose-Fasern verbessert, In wirksamer Welse auch auf regenerierte Cellulose-Fasern anwendbar
sei. Natürliche Cellulose-Fasern und regenerierte Cellulose-Fasern unterscheiden sich jedoch In bemerkenswertem
Maße in Ihrer übermolekularen Struktur. Bei der Analyse der Kristallform von faserförmlger Cellulose mit
Hilfe der Röntgenbeugung zeigt die natürliche Cellulose mit Hilfe der Röntgenbeugung zeigt die natürliche
Cellulose-Faser eine Kristallform, die als «Cellulose [I]« bezeichnet wird, während regenerierte Cellulose eine
Kristallform zeigt, die als »Cellulose [II]« bezeichnet wird. Weiterhin beträgt die Größe der Kristalle In der
natürlichen Cellulose-Faser etwa 5 bis 6 nm (50 bis 60 A), während diejenige In regenerierter Cellulose etwa
4 nm (40 A) beträgt. Wie Im Vorstehenden dargelegt, unterscheiden sich die natürliche Cellulose-Faser und die
regenerierte Cellulose-Faser In Ihrer Inneren grundlegenden übermolekularen Struktur, und aus diesem Grund
Ist naturgemäß davon auszugehen, daß sie sich auch In anderen Strukturen unterscheiden, etwa In der Struktur
des amorphen Teils.
DementsDrechend Ist In Anbetracht der Modifikationen der übermolekularen Struktur der Cellulose-Faser
nicht zu erwarten, daß die natürliche Cellulose-Faser und die regenerierte Cellulose-Faser die gleichen Wirkungen
und Ergebnisse zeltigen, sofern sie unter den gleichen Bedingungen behandelt werden. Die Behandlung von
Cellulose-Fasem mit flüssigem Ammoniak entspricht der Im Vorstehenden dargestellten Situation.
Bei der Behandlung der Cellulose-Faser mit flüssigem Ammoniak werden die Wasserstoff-Bindungen in der
Faser durch den Ammoniak gespalten, die Faser wird dadurch aufgequollen, und die Restspannung In der Faser
wird beseitigt, und dann wird der Ammoniak aus der Faser entfernt, wodurch die Wasserstoff-Bindungen regeneriert
werden und die Faser stabilisiert wird. Dementsprechend sind bei dieser Behandlung das Ausmaß der
Beseitigung der Restspannung sowie die für die Beseitigung der Restspannung erforderliche Zeit bedeutsam. Die
natürliche Cellulose-Faser und die regenerierte Cellulose-Faser unterscheidet sich voneinander im Grad der
ίο Quellung durch flüssigen Ammoniak und der für das Aufquellen erforderlichen Zelt und sind aus diesem
Grunde auch voneinander verschieden In bezug auf den Einfluß, den flüssiger Ammoniak auf ihre übermolekulare
Struktur ausübt. Wenn beispielsweise eine natürliche Cellulose-Faser mit einer Kristallform der Cellulose [IJ
mit flüssigem Ammoniak behandelt wird, ändert sich die Kristallform In Cellulose [HI]-I. Wenn andererseits
regenerierte Cellulose mit einer Kristallform der Cellulose [II] mit flüssigem Ammoniak behandelt wird, ändert
sich die Kristallform In Cellulose [IH]-II. Weiterhin wandelt sich bei der ein- bis achtstündigen Behandlung mit
heißem Wasser bei !00° C Cellulose IiII]-I in Cellulose [I] um, wohingegen Cellulose [HI]-II sich nicht In Cellulose
[II] umwandelt. Somit zeigen natürliche Cellulose-Fasem und regenerierte Cellulose-Fasem unterschiedliche
Veränderungen, selbst wenn sie der gleichen Behandlung unterworfen werden, so daß sie nicht als Substanz
angesehen werden können, die sich bei solchen Behandlung ähnlich verhalten.
Bei der Untersuchung der Möglichkelten zur Verbesserung der Maßbeständigkeit gegenüber Wasser bei regenerierter
Cellulose durch die Behandlung mit flüssigem Ammoniak wurde nunmehr gefunden, daß die Wirkung
der Behandlung mit flüssigem Ammoniak sich mittels eines Verfahrens In hohem Maße verstärken läßt, bei
dem vor der Behandlung der regenerierten Cellulose-Faser mit flüssigem Ammoniak der Feuchtigkeitsgehalt der
Faser reguliert wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung Ist ein Verfahren gemäß obigem Hauptanspruch.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung Ist ein Verfahren gemäß obigem Hauptanspruch.
Dieses Verfahren ermöglicht eine Verbesserung des Behandlungseffektes und eine Verkürzung der Behandlungsdauer.
Durch die vorliegende Erfindung können regenerierte Cellulose-Fasern mit einer genügenden Maßbeständigkeit
gegenüber Wasser ausgestattet werden, und die Zeit, die für die Ausstattung erforderlich Ist, kann verkürzt
werden, ohne daß dadurch die Vorteile der bisher bekannten Arbeitstechniken zur Behandlung von Cellulose-Fasern
mit flüssigem Ammoniak geschmälert werden (beispielsweise Abnahme der Faserfestigkeit und Qualitätsminderungen
aufgrund der Behandlung, keine Änderung In der chemischen Struktur der Faser etc.).
Somit ist die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens behandelte regenerierte Cellulose In bezug auf Ihre
Maßbeständigkeit gegenüber Wasser in hinreichendem Maße verbessert, wodurch einer der erheblichen Fehler
dieses Materials beseitigt ist, ohne daß die ausgezeichneten Eigenschaften der regenerierten Cellulose-Faser
(Wasser-Aufnahmefählgkelt, Feuchtigkeits-Aufnahmefähigkeit, antistatische Eigenschaft, Festigkeit, Dehnung
etc.) beeinträchtigt worden sind.
Das charakteristische Merkmal der vorliegenden Erfindung ist klar und abgegrenzt im Vergleich zu demjenigen
der bisherigen Arbeltswelse (Harz-Behandlung), die als Verfahren zur Verbesserung der Maßbeständigkeit
regenerierter Cellulose-Fasern gegenüber Wasser wohlbekannt ist. Die Harz-Behandlung ist ein Verfahren zur
Verbesserung der Maßbeständigkeit durch Herstellung von Vernetzungen zwischen den Molekülen der Cellulose-Faser,
so daß dadurch die Bewegungen der Moleküle unterbunden werden. Aufgrund dieses Verfahrens
wird die Cellulose-Faser starr und spröde, auch wenn ihre Maßbeständigkeit gegenüber Wasser verbessert wird,
und als Folge davon tritt ein neuer Nachteil auf, nämlich eine Abnahme der Knickscheuerfestigkeit, die für
Bekleidungsstoffe nicht erwünscht ist.
Die vorliegende Erfindung umfaßt das Imprägnieren von regenerierten Cellulose-Fasern mit flüssigem
Ammoniak und das anschließende Entfernen des Ammoniaks von der Faser. Infolgedessen wird keine neue
chemische Struktur in der Faser ausgebildet. Obwohl die Faser in ihrer Maßbeständigkeit gegenüber Wasser
verbessert 1st, ist sie nur aus reiner Cellulose aufgebaut und unterscheidet sich von der mit Harz behandelten
Faser dahingehend, daß sie weder steif noch spröde wird und die daraus hergestellten Textilien keine Abnahme
der Knickscheuerfestigkeit zeigen.
Wie im Vorstehender, dargelegt wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Maßbeständigkeit der
regenerierten Cellulose-Faser gegenüber Wasser verbessert werden, ohne daß die Weichheit der regenerierten
Cellulose-Faser eine Einbuße erleidet oder die Reißfestigkeit und Reißdehnung vermindert werden.
Die vorliegende Erfindung wird anschließend im einzelnen erläutert.
Die bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung einsetzbaren regenerierten Cellulose-Fasern umfassen
Viskose-Spinnfaser (einschließlich polynoslscher Spinnfasern) und Kupferoxid-Ammoniak-Kunstseide (Kuoxamfaserstoff).
Die Fasern können in beliebiger Form, etwa ähnlich der Baumwolle, als Fasergarn, Faden oder
Gewebe, eingesetzt werden, und die Wirkung der vorliegenden Erfindung variiert nicht mit der Form der
Fasern. Die Fasern können auch als Halbwollgarn, Halbwollgewebe oder Mischgewebe mit anderen Faserarten
vorliegen, soweit dabei die charakteristischen Eigenschaften der regenerierten Cellulose-Fasem nicht wesentlich
beeinträchtigt werden. Eine zulässige Grenze für die In Verbindung mit der regenerierten Cellulose-Faser
verwendeten anderen Faserarten liegt typischerweise bei 50 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtgewicht
sämtlicher Fasern.
Als Flüssigkeit, die nicht leicht löslich in flüssigem Ammoniak 1st und an regenerierter Cellulose-Faser adsorbierbar
1st und die in dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vor der Imprägnierung mit flüssigem
Ammoniak eingesetzt wird, können aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe, fette Öle und oberflächenaktive
Mittel zur Anwendung gelangen; von diesen sind diejenigen zu bevorzugen, die bei Raumiempc-
ratur flüssig bleiben. Der Begriff »nicht leicht löslich In flüssigem Ammoniak«, wie er hierin verwendet wird,
bedeutet, daß be! -5O0C In 100 g flüssigem Ammoniak 10 g oder weniger löslich sind. Der Begriff »an regenerierter
Cellulose-Faser adsorbierbar« bedeutet, daß der Kontaktwinkel zwischen Flüssigkeit und regenerierter
Cellulose-Faser 110° oder weniger beträgt.
Die an der Faser haftende Menge dieser Flüssigkeit liegt Im Bereich von 5 bis 15 Gew.-96, bezogen auf das
Faser-Gewicht. Wenn sie niedriger Ist als 5 Gew.-96, kann die an den Oberflächen der Einzelfäden auftretende
Adhäsion nicht hinreichend verhindert werden. Wenn sie 15 Gew.-* überschreitet, behindert die anhaftende
Flüssigkeit das Eindringen des flüssigen Ammoniaks In die Faser, so daß der Effekt der Modifizierung unbefriedigend
sein kann.
Als Beispiele für an regenerierter Cellulose-Faser adsorbierbare Flüssigkelten, die die vorgenannten Bedlngungen
erfüllen, selen die folgenden genannt: Allphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe wie Pentan, Hexan,
Heptan, Octan, Nonan, Decan, Undecan, Dodecan, Trldecan, Benzol, Toluol, Xylol, Mesltylen, p-Cymol und
dergleichen, fette öle, darunter trocknende öle wie Sardlnenöl, Heringsöl, Leinöl, halbtrocknende Öle wie
Chrysalisöl, Sel-Walöl, Rapsöl, Baumwollsamenöl, Sesamöl, Sojaöl und nlcht-trocknende öle wie Walrat, Walöl,
Wal-Gehlrnöl, Rizinusöl, Tsubakl-Öl, Olivenöl, anionische oberflächenaktive Mittel wie Fettsäuresalze, Salze
von Alkylschwefelsäureestern, AJ.kylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Salze von Dlalkylsulfoberstelnsäureestern.
Salze von Alkylphosphorsäureestern, Naphthallnsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat, Salze von
Polyoxyschwefelsäureestern, nlcht-ionlsche oberflächenaktive Mittel wie Polyoxyethylenalkylether, Polyoxyethylenalkylphenolether,
Polyoxyethylenfettsäureester, Sorbltan-Fettsäureester, Polyoxyethylen-Sorbltan-Fettsäureester,
Polyoxyethylen-Laurylamln, Glycerln-Fettsäureester, Oxyethylen-Oxypropylen-Blockpolymere, kationische
oberflächenaktive Mittel wie Alkylamlnsalze, quaternäre Ammoniumsalze sowie amphotere oberflächenaktive
Mittel wie Alkylbetaln.
Als Substanz, die In Form eines Films an die Oberfläche der regenerierten Cellulose-Faser angelagert wird,
(im Folgenden vereinfachend als »filmbildende Substanz« bezeichnet) kommt ein Polymerisat mit einem Molekulargewicht
von 10 000 oder höher In Betracht. Wenn sein Molekulargewicht niedriger als 10 000 Ist, lassen
sich Filme nur schwierig ausbilden. Dieses Polymerisat wird In einer Menge von 0,5 Gew.-% bis 10 Gew.-96,
bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, an diese angelagert. Wenn die Menge niedriger 1st als 0,5
Gew.-96, kann die Adhäsion der Oberflächen der einzelnen Fäden nicht ausreichend verhindert werden. Wenn
sie 10 Gew.-% überschreitet, stört das Polymerisat das Eindringen des flüssigen Ammoniaks In die Faser, so daß
ein genügender Modifizierungseffekt nicht erzielbar ist.
Als derartige Polymerisate können wasserlösliche und In Wasser dispergierbare Polymerisate verwendet
werden. Beispiele für solche wasserlöslichen Polymeren sind Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Methylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Stärke, Dlaldehyd-Stärke, Natrlumalglnat, Polyacrylsäure, Polyacrylamid, Polyvinylpyrrolidon,
Tragantgummi, Britischer Gummi, Gummi arabicum. Als in Wasser dispergierbare Polymerisate
selen Polyethylen-Emulsion, Ethylen-Vlnylacetat-Copolymerlsat, Polyacrylester und ihre Derivate genannt.
Als Verfahren zur Imprägnierung der regenerierten Cellulose-Fasern mit der Flüssigkeit, die nicht leicht
löslich in flüssigem Ammoniak ist und an regenerierter Cellulose-Faser adsorbierbar 1st, können solche verwendet
werden, bei denen die Flüssigkeit durch Sprühen, Beschichten oder Eintauchen aufgebracht und ihr Eindringen
ermöglicht wird. Das Verfahren zum Aufbringen des Polymerisats in Form eines Films auf die regenerierte
Cellulose wird folgendermaßen durchgeführt: Wenn das Polymerisat wasserlöslich 1st, wird es in Wasser zu
einer wäßrigen Lösung aufgelöst. Wenn das Polymerisat In Wasser unlöslich Ist, wird es mit Hilfe eines Emulgators
unter Bildung einer wäßrigen Dispersion emulgiert oder in einem organischen Lösungsmittel zu einer
Lösung aufgelöst. Dann wird die Faser mit der Lösung oder Dispersion durch Sprühen, Beschichten oder
Eintauchen imprägniert. Dann wird das Wasser oder das organische Lösungsmittel mit Hilfe eines Heißluft-Trockners
oder dergleichen verdampft, wodurch das Polymerisat in Form eines Films auf die Oberfläche der
regenerierten Cellulose-Faser p.ufgebracht wird.
Die Menge Wasser, die vor der Ammoniakbehandlung in der regenerierten Cellulose-Faser vorliegen soll,
beträgt 5 Gew.-96 oder mehr, vorzugsweise 12 Gew.-96 oder mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der
Faser.
In der vorliegenden Erfindung kann die Wirkung der Behandlung mit flüssigem Ammoniak durch Veränderung
der Menge des Wassers In der Faser reguliert werden. Wenn jedoch die Wasser-Menge In der regenerierten
Faser kleiner ist als 5 Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, kann entweder eine hinreichende
Wirkung der Behandlung mit flüssigem Ammoniak überhaupt nicht oder aber erst nach einer so langen
Zelt erreicht werden, daß sie praktisch nicht In Frage kommt. Zur Erzielung einer genügenden Wirkung ohne
den Aufwand einer so langen Zeit ist es erforderlich, daß die Faser vorher 5 Gew.-96 oder mehr, vorzugsweise
12 Gew.-96 oder mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, an Wasser enthält. In den Abbildungen
F1 g. 1, F i g. 2, F1 g. 3 und F1 g. 4 sind die Beziehungen zwischen der Mdßbeständlgkelt der Faser gegenüber
Wasser, ausgedrückt als prozentuale Krumpfung, und der Zeitdauer, während der die Faser mit flüssigem
Ammoniak Imprägniert wird, bei verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten der regenerierten Cellulose dargestellt.
Die Fig. 1 und Flg. 2 zeigen die Fälle, in denen die Faseroberflächen behandelt worden sind, während die
Flg. 3 und Flg. 4 die Fälle zeigen, in denen die Faseroberflächen nicht behandelt worden sind. Weiterhin
zeigen die Flg. 1 und Fig. 3 die Fälle, in denen ein aus Kupferoxld-Ammonlak-Kunstselde bestehendes Textilmaterial
benutzt wurde, während die Fig. 2 und Fig. 4 die Fälle zeigen, in denen ein aus Viskose-Spinnfaser
bestehendes Textilmaterial benutzt wurde. Die Ordlnaten In den Zeichnungen bezeichnen die Summe der
Krumpfungen (in 96) des Textilmaterial in der Kettfadenrichtung und in der Schußfadenrichtung an, während
die Abszissen die Zeitdauer (In s) des Eintauchens in flüssiges Ammoniak angeben. Die Feuchtigkeitsgehalte
(in %) In den getesteten Textllstoffen betrugen, nacheinander von oben nach unten, 0, 5, 12, 25 und 80%.
Wie aus den Fig. 1 und Flg. 3 hervorgeht, variiert die Wirkung der Behandlung mit flüssigem Ammoniak
zur Erniedrigung der prozentualen Krumpfung von aus Kupferoxid-Ammonlak-Kunstselde bestehenden Textilmaterial
mit der Menge Wasser, die vorher In der Faser belassen wird. Weiterhin variiert auch die Zeltdauer der
Behandlung, die für eine hinreichende Erniedrigung der prozentualen Krumpfung erforderlich Ist (die Zeltdauer
zum Imprägnieren der Faser mit flüssigem Ammoniak) In Abhängigkeit von der Wassermenge In der Faser. Bei
einem Feuchtigkeitsgehalt der Faser von weniger als 5 Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht der
Faser, wird eine Behandlungsdauer für die Erzielung einer hinreichenden Erniedrigung der prozentualen Krumpfung
erforderlich, die so lang ist wie mehrere hundert Sekunden. Eine Behandlung während einer so lange;. ZlIi
Ist in der Industriellen Praxis völlig abwegig. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt nicht weniger als 5 Gew.-%, jedoch
weniger als 12 Gew.-96 beträgt, liegt die zur Erzielung einer hinreichenden Erniedrigung der prozentualen
Krumpfung erforderliche Zeitdauer bei etwa 30 s oder weniger. Eine Behandlungszelt von etwa 30 s 1st unter
dem Gesichtspunkt der praktischen Durchführbarkelt immer noch etwas zu lang, kann jedoch Im technischen
Herstellungsverfahren realisiert werden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Faser 12 Gew.-% oder mehr, bezogen
auf das absolute Trockengewicht der Faser, beträgt, kann die prozentuale Krumpfung In einer Behandlungszeit
von etwa 10 s oder weniger auf die Hälfte vermindert werden. Somit kann eine wiir^henswerte Verminderung
der prozentualen Krumpfung in einer praktisch günstigen Behandlungszeit erreicht werden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt
der Faser 25 Gew.-96 oder mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, beträgt, kann
eine hinreichende Verminderung der prozentualen Krumpfung In einer Behandlungszelt von etwa 1 s erreicht
werden, so daß ein derartiger Zustand sehr wirkungsvoll 1st, wenn in der Praxis eine kurze Behandlungsdauer
erforderlich ist.
In den Fig. 2 und Fig. 4 s!nd die Beziehungen zwischen der Verminderung der prozentualen Krumpfung und
der Zeitdauer, während der die Faser mit flüssigem Ammoniak behandelt wird (der Behandlungszelt), für
verschiedene Feuchtigkeitsgehalte dargestellt. Wie aus diesen Abbildungen hervorgeht, wird eine Behandlungsdauer von mehreren hundert Sekunden für die Erzielung einer hinreichenden Erniedrigung der prozentualen
Krumpfung der regenerierten Cellulose-Faser (die Zeitdauer, während der die Faser mit flüssigem Ammoniak
imprägniert wird) erforderlich, wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Faser von weniger als 5 üew.-%, bezogen auf
das absolute Trockengewicht der Faser, beträgt. Eine Behandlung, die eine so lange Zeit erfordert, ist In dir
industriellen Praxis völlig abwegig. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt nicht weniger als 5 Gew.-%, jedoch weniger
als 12 Gew.-96, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, beträgt, Hegt die zur Erzielung einer hinreichenden
Erniedrigung der prozentualen Krumpfung erforderliche Zeltdauer bei etwa 15 s bis etwa 30 s. Obwohl
eine Behandlungszelt von etwa 30 s unter dem Gewichtspunkt der praktischen Durchführbarkeit etwas lang Ist.
kann sie jedoch im technischen Herstellungsverfahren realisiert werden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Faser
12 Gew.-% oder mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, beträgt, kann die prozentuale
Krumpfung in einer Behandlungszeit von etwa 15 s oder weniger auf die Hälfte vermindert werden. Eine solche
Behandlungszeit ist in der Praxis leicht zu realisieren, und eine wünschenswerte Verminderung der prozentualen
Krumpfung kann in solch einer Behandlungszelt erreicht werden. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt der Faser, bezogen
auf das absolute Trockengewicht der Faser, 80 Gew.-% beträgt, kann eine hinziehende Verminderung der
prozentualen Krumpfung in einer Behandlungszelt von etwa 1 s erreicht werden, und ein solcher Zustand Ist
sehr wirkungsvoll, wenn In der Praxis eine kurze Behandlungsdauer erforderlich 1st.
Aus den Flg. 1, 2, 3 und 4 sind die Wirkung des flüssigen Ammoniaks auf die Verbesserung der Maßbeständlgkeit
der regenerierten Cellulose-Faser gegenüber Wasser und der Einfluß des Feuchtigkeitsgehalts In der
Faser auf diese Wirkung des flüssigen Ammoniaks zu ersehen.
Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß bei einem Verfahren zur Imprägnierung einer
regenerierten Cellulose-Faser mit flüssigem Ammoniak und der dadurch bewirkten Behandlung der Faser zum
Zwecke der Verbesserung der Maßbeständigkeit der regenerierten Cellulose-Faser gegenüber Wasser die
"5 Wirkung der Behandlung dadurch verstärkt werden kann, daß man vorher dafür sorgt, daß die Faser Wasser
enthält. Dementsprechend Hegt die besondere Bedeutung darin, den Feuchtigkeitsgehalt der Fasern In einem
festgelegten Bereich zu regulieren, und die vorliegende Erfindung unterliegt keinerlei Beschränkungen In bezug
auf das Verfahren, das den Wassergehalt der Faser reguliert bzw. erzeugt, das Verfahren zur Imprägnierung der
Faser mit flüssigem Ammoniak, die Reinheit des flüssigen Ammoniaks, die Temperatur des flüssigen Ammoni-
aks, die Dauer der Imprägnierung mit dem flüssigen Ammoniak, das Verfahren zur Entfernung des flüssigen
Ammoniaks von der Faser, die auf die Faser während der Imprägnierung derselben zur Einwirkung gelangende
Spannung sowie das Ausmaß dieser Spannung. Unabhängig von der An solcher Verfahren liefert eine regenerierte
Cellulose-Faser, die mit flüssigem Ammoniak behandelt wurde, nachdem vorher Ihr Wassergehalt auf
einen bestimmten oder höheren Wert eingestellt wurde, offenkundig ein Erzeugnis, das eine hervorragendere
Maßbeständigkeit gegenüber Wasser aufweist als eine regenerierte Cellulose-Faser, die mit flüssigem Ammoniak
behandelt wurde, nachdem vorher Ihr Wassergehalt auf einen niedrigeren als den genannten bestimmten Wert
eingestellt wurde.
Als Verfahren, mittels derer man bewirkt, daß die regenerierte Cellulose-Faser Wasser enthält, selen genannt
ein Verfahren, bei dem man die Faser in einer Atmosphäre aufbewahrt, die einen definierten Feuchtlgkelts-
*° Gehalt der Faser ergibt, ein Verfahren des Aufsprühens von Wasser auf die Faser, ein Verfahren, bei dem
Dampf auf die Faser aufgeblasen wird, ein Verfahren, bei dem die Faser mit einem wasserhaltigen Material In
Gurtform in Berührung gebracht wird, ein Verfahren zum Beschichten der Faser mit Wasser, ein Verfahren, bei
dem die Faser in ein wasserhaltiges Bad eingetaucht wird, sowie ein Verfahren, das, nachfolgend auf irgendeines
der vorgenannten Verfahren, die teilweise Entfernung des Wassers aus der Faser umfaßt, um den Wassergehalt
der Faser auf einen definierten Wert einzustellen. Sämtliche dieser Verfahren können In der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden.
Daneben müssen die beiden im Vorstehenden genannten, notwendigen Bedingungen der vorliegenden Erfindung
vor dem Imprägnieren der regenerierten Cellulose-Faser jnit flüssigem Ammoniak erfüllt sein, nämlich
»eine In flüssigem Ammoniak nicht leicht lösliche Flüssigkeit oder eine filmbildende Substanz an die Oberfläche
der regenerierten Cellulose-Faser anzulagern« und »dafür zu sorgen, daß die regenerierte Cellulose-Faser
Wasser enthält«.
Beispielsweise kann ein Verfahren zur Anwendung gelangen, bei dem man zunächst eine in flüssigem
Ammoniak nicht leicht lösliche Flüssigkeit an die regenerierte Cellulose-Faser anlagert und dann dafür sorgt,
daß die Faser Wasser enthält, oder ein Verfahren, bei dem zunächst eine flimblldende Substanz an die Oberfläche
der regenerierten Cellulose-Faser angelagert wird und anschließend dafür gesorgt wird, daß die Faser
Wasser enthält, oder ein Verfahren, bei dem man zunächst eine wäßrige Lösung oder eine wäßrige Dispersion
einer filmbildenden Substanz auf die regenerierte Cellulose-Faser einwirken läßt und dann die Faser in solcher
Welse trocknet, daß die erforderliche Menge Wasser in der Faser verbleibt.
Als Verfahren zur Imprägnierung der Faser mit flüssigem Ammoniak seien genannt, ein Verfahren, bei dem
die Faser in ein Bad aus flüssigem Ammoniak eingetaucht wird, ein Verfahren, bei dem flüssiger Ammoniak
auf die Faser aufgesprüht oder aufgespritzt wird, ein Verfahren, bei dem die Faser mit einer Beschichtung aus
flüssigem Ammoniak versehen wird, ein Verfahren, bei dem die Faser mit einem flüssigen Ammoniak enthaltenden
Material In Gurtform in Berührung gebracht wird, und so welter; sämtliche dieser Verfahren können in
der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
Die Temperatur des flüssigen Ammoniaks, mit dem die Faser imprägniert werden soll, 1st gewöhnlich nicht
höher als -33,40C und nicht niedriger als -77° C unter einem Druck von etwa 1 bar (etwa 1 Atmosphäre).
Unter einem höheren oder niedrigeren Druck als demjenigen von 1 bar kann die Temperatur des flüssigen
Ammoniaks eine solche Temperatur sein, die nicht höher als sein Siedepunkt und nicht niedriger als sein
Gefrierpunkt unter dem angewandten Druck Ist. Die Menge des flüssigen Ammoniaks, die durch das Imprägnieren
zum Eindringen in die Faser gebracht wird, beträgt 40 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 60 Gew.-96 oder
mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser. Der flüssige Ammoniak kann mit anderen Substanzen
verdünnt sein, etwa mit Wasser, einem organischen Lösungsmittel (Alkoholen, Ketonen, Aminen und
anderen Substanzen, die mit flüssigem Ammoniak mischbar sind), anorganischen und organischen Salzen
(Ammoniumsalzen, Thiocyanat-Salzen, Halogeniden, Nitraten und anderen Substanzen, die mit flüssigem
Ammoniak mischbar sind) sofern die Verwendung eines solchen Verdünnungsmittels die Wirkung des flüssigen
Ammoniaks In der vorliegenden Erfindung nicht stört. Die Menge eines solchen Verdünnungsmittels beträgt
0 bis 50 Gew.-%. Nach der Verdünnung sollte die konzentration des flüssigen Ammoniaks 50 Gew.-% oder
mehr, vorzugsweise 60 Gew.-% oder mehr, betragen.
Zur Entfernung des in die regenerierte Cellulose-Faser eingedrungenen flüssigen Ammoniaks aus der Faser
wird die Faser bevorzugt auf eine Temperatur erwärmt, die nicht niedriger äst als der Siedepunkt des flüssigen
Ammoniaks. Obwohl der flüssige Ammoniak langsam verdampft und die Faser auch bei einer Temperatur
unterhalb seines Siedepunkts verläßt, macht die Anwendung einer Temperatur, die nicht niedriger ist als der
Siedepunkt, die Entfernung einfach und sicherer. Der Siedepunkt des flüssigen Ammoniaks 1st bei 1,013 bar
(1 Amotsphäre) gewöhnlich -33,4° C. Unter einem höheren oder niedrigeren Druck als 1,013 bar
(1 Atmosphäre) wird die Faser vorzugsweise auf eine Temperatur erhitzt, die höher als der Siedepunkt bei dem
angewandten Druck Ist. Weiterhin ermöglicht das Erhitzen der Faser auf eine höhere Temperatur eine raschere
Entfernung des Ammoniaks aus der Faser. Wenn jedoch die Temperatur des Erhitzens 200° C überschreitet,
treten Vergilbung und Versprödung der Faser ein. Infolgedessen wird in den Fällen, in denen eine Vergilbung <to
und Versprödung der Faser unerwünscht sind, vorzugsweise eine Temperatur angewandt, die 200° C nicht überschreitet.
Die Zeltdauer, während der die Faser erhitzt wird, sollte entsprechend der Temperatur des Erhitzens
und der Form der Faser verändert werden. Sie sollte auch je nach dem Verfahren der Beheizung verändert
werden. Als Behelzungsve.-fahren in Betracht kommen solche, wie das unter Verwendung eines Geräts nach Art
eines Nadelspannrahmens, das Verfahren der Trommelbeheizung (ein typisches Beispiel für Kontakthelzung),
ein Verfahren, bei dem die mit flüssigem Ammoniak imprägnierte Faser in eine flüssige Substanz getaucht und
In diesem Zustand erhitzt wird, ein Verfahren des Erhitzens der Faser mittels thermischer Strahlung, ein
Verfahren des Erhitzens der Faser mittels Mikrowellen, von denen jedes in der vorliegenden Erfindung eingesetzt
werden kann, soweit es die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht stört. Die Dauer des Erhitzens kann
nicht auf einen bestimmten Bereich begrenzt werden, da sie vom Beheizungsverfahren, von der Temperatur, auf
die erhitzt wird, und der zu erhitzenden Faser abhängt. Auf alle Fälle sollte es eine Zeitspanne sein, die nicht
kürzer Ist als diejenige, die zur Entfernung des Ammoniaks benötigt wird.
Weiterhin ist auch die Dimension der Faser in bezug auf den Zeitraum des Imprägnierens der Faser mit flüssigem
Ammoniak und In bezug auf den Zeitraum des Entfernens des flüssigen Ammoniaks von der Faser nicht
speziell festgelegt. Im einzelnen kann die Faser im Vergleich zu den Abmessungen vor der Imprägnierung mit
flüssigem Ammoniak (Im Folgenden als »ursprüngliche Dimension« bezeichnet) in einem Zustand stärkerer
Krumpfung vorliegen, oder aber sie kann sich im Vergleich zu der ursprünglichen Dimension in einem stärker
gestreckten Zustand befinden. Wenngleich die Dimension der Faser nicht speziell angegeben werden kann, da
sie auch von der Form der Faser abhängt, stellen sich die Dinge in der Form eines Beispiels wie folgt dan Im
Falle eines Garnfadens aus Kupferoxid-Ammoniak-Kunstselde kann die Länge des Garnfadens im Vergleich zu
der ursprünglichen Dimension In einem Ausmaß von höchstens etwa 10* kontrahiert oder in einem Ausmaß
von höchstens etwa 15« gedehnt sei, wenn sie mit flüssigem Ammoniak imprägniert ist, oder wenn der flüssige
Ammoniak von ihr entfernt 1st. In jedem Falle wird die Wirkung des zuvor in der Faser vorhandenen Wassers
durch das Ausmaß der auf die Faser wirkenden Spannung oder Entspannung nicht gemindert.
Die aufgrund der vorliegenden Erfindung erhaltene regenerierte Cellulose-Faser kann wunschgemäß den für
regenerierte Cellulose-Fasern üblichen Nachbehandlungen unterworfen werden (beispielsweise einer Harz-Behandlung,
einer Behandlung zur Erweichung, und der Effekt der vorliegenden Erfindung wird durch diese
Nachbehandlungen nicht beeinträchtigt. Im Vergleich zu gewöhnlichen, nicht der Behandlung der vorlleeenden
Erfindung unterworfenen regenerierten Cellulose-Fasem kann die durch die folgende Erfindung erhaltene regenerierte
Cellulose-Faser nach der Behandlung mit einem Harz-Behandlungsmittel in ausgeprägter Welse stärker
verbessert sein In bc-jg auf ihre Krumpfechtheit, Knitterechtheit und andere Gebrauchseigenschaften, und es
ist festzustellen, daß die vorliegende Erfindung die Wirkung der Harz-Behandlung noch steigert. Wenn
beispielsweise die Krumpfechtheit, die Knitterechtheit und die Knlckscheuerfestlgkeit eines Produkts, das durch
Harz-Behandlung eines Textilmaterials aus gewöhnlicher regenerierter Cellulose-Faser gemäß herkömmlichen
Verfahrensvorschriften erhalten wurde, durch 100, 100 bzw. 100 ausgedrückt werden, betragen die Werte für die
Krumpfechtheit, die Knitterechtheit und die Knlckscheuerfestlgkeit eines Produkts, das dadurch erhalten
wurde, daß das gleiche Textilmaterial wie im Vorstehenden der Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung
ίο unterworfen wurde und dann mit etwa 25 bis 75 Teilen des gleichen Harz-Behandlungsmittels wie Im Vorstehenden
verwendet, behandelt wurde, etwa 100, etwa 100 und etwa 120 bis 200. Wenn eine anschließende Harz-Behandlung
durchgeführt wird, liefert somit ein Produkt, dem die Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung
zuteil wurde, eine Faser mit hervorragenderen Gebrauchseigenschaften, als sie ein Produkt zu liefern
vermag, dem die Behandlung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht zuteil wurde.
Der Begriff »absolutes Trockengewicht der Faser«, wie er In der vorliegenden Beschreibung verwendet wird,
bezeichnet das Gewicht einer Faser, die In auf einer Temperatur von 105 ± 2° C gehaltener Heißluft entsprechend
der in JIS L-1015 beschriebenen Verfahrensweise bis zur Gewichtskonstanz getrocknet wurde.
Herstellung der Test-Proben
In der vorliegenden Erfindung wurden Fasern und Stoffe zur Regulierung ihrer Feuchtigkeit 48 h oder länger
in einer Atmosphäre von 20° C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 65% aufbewahrt, bevor Ihre Eigenschaften
quantitativ bestimmt wurden und dann als Test-Proben verwendet.
« Maßbeständigkeit gegenüber Wasser
Die Maßbeständigkeit gegenüber Wasser wird durch die prozentuale Krumpfung ausgedrückt.
Ein Textilmaterial, das mit flüssigem Ammoniak behandelt und anschließend von dem Ammoniak befreit
worden war, wurde in heißes Wasser von 80° C getaucht und 30 min. sanft umgerührt. Danach wurde es mit
Hilfe eines Zentrifugenentwässerers entwässert, waagerecht bei Raumtemperatur (etwa 20° C) auf ein ebenes
Bett gelegt, wobei keine Spannung einwirkte, und dann getrocknet. Die Dimensionsänderung des Textilmaterials
zwischen dem trockenen Zustand vor und nach dieser Behandlung mit heißem Wasser wurde als »prozentuale
Krumpfung« gewertet. Die prozentuale Krumpfung 1st wie folgt definiert:
Prozentuale Krumpfung (%) = ( ^-^ + ?-^ ) X 100
A B
Hierin bezeichnen
1. A die Abmessung des Textilmaterials in Kettfadenrichtung und B seine Abmessung in Schußfadenrichtung
nach dem Entfernen des Ammoniaks und
2. α die Abmessung des Textilmaterials In Kettfadenrichtung und b seine Abmessung in Schußfadenrichtung,
nachdem das Textilmaterial mit heißem Wasser behandelt und dann getrocknet wurde.
Weichheit
Die Weichheit wurde mittels der Knickfestigkeitsprüfung nach JIS L-1079A (Ausleger-Methode) bestimmt
und durch die Knickfestigkeit ausgedrückt. Die hierin angegebene Knickfestigkeit bezeichnet den Mittelwert der
Knickfestigkeiten in Kettfaden- und Schußfadenrichtung.
Reißfestigkeit
Die Reißfestigkeit wurde nach JIS L-1079C gemessen. Die hierin angegebene Reißfestigkeit bezeichnet den
Mittelwert der Reißfestigkelten in Kettfaden- und Schußfadenrichtung.
Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele konkreter beschrieben. Ist jedoch nicht auf
diese beschränkt.
Polyvinylalkohol (Verselfungs.grad 60%, Polymerisationsgrad 1000) wurde als !"Umbildendes wasserlösliches
Polymerisat eingesetzt, und ein Polyacrylsäureester (Molekulargewicht 150 000, Emulsion vom Wasser/Öl-Typ)
wurde als In Wasser dlspergleibares Polymerisat verwendet. Sie wurden getrennt angelagert an ein Gewebe mil
Leinenbindung, bei dem sowohl die Kette als auch der Schuß aus einem Fllamentgarn mit 83,3 dtex/36 Filamenten
(75 d/36 0 aus Kupferoxld-Arnmonlak-Kunstselde bestanden (Kettfadendichte 47,2/cm; Schußfadendichte
35,4/cm). Die Anlagerung erfoiigte In der Welse, daß das Tuch In die wäßrige Lösung oder wäßrige
Dispersion eingetaucht, abgequetscht und dann getrocknet wurde. Die Mengen der angelagerten Polymerisate
sind In der Tabelle I aufgeführt. Dann wurde das Textilgewebe In einen Raum gebracht, der auf einer Temperatur
von 200C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von etwa 70% gehalten wurde, so daß danach die Faser 13%
Feuchtigkeit, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, enthielt. Sodann wurde die Textilie 20 s in
flüssiges Ammoniak von -40° C eingetaucht und anschließend zur Entfernung des Ammoniaks aus der Textilie
60s mit einer heißen Platte In Berührung gebracht, die eine Oberflächentemperatur von 130°C aufwies. Dann
wurden der Polyvinylalkohol und der Polyacrylsäureester von der Oberfläche der Textilie mittels eines Verfahrens
entsprechend den üblichen Verfahren des Entschlichtens und Reinlgens (Beuchens) entfernt. Die Dimensionen
der Textille wurden so fixiert, daß die ursprünglichen Dimensionen der Textilie während der Zeltspanne
von dem Schritt des Imprägnieren der Textilie mit flüssigem Ammoniak bis zu dem Schritt des Entfernens des
flüssigen Ammoniaks festgehalten wurden. In dem Vergleichsbeispiel wurde der gleiche Textilstoff, wie oben
bezeichnet, unmittelbar (ohne daß Polymerisate an seine Oberfläche angelagert wurden) in der gleichen Welse
wie im Vorstehenden mit flüssigem Ammoniak behandelt.
Die Ergebnisse sind In der Tabelle I dargestellt.
Die Ergebnisse sind In der Tabelle I dargestellt.
Tabelle I | Filmbildendes | Menge des | Prozentuale | Knick | Reiß |
Polymerisat | angelagerten | Krumpfung | festigkeit | festigkeit | |
Polymerisats | |||||
(%) | (%) | (cm) | (g) | ||
Polyvinylalkohol | 0,1 | 6,5 | 6,3 | 750 | |
1 | 0,5 | 6,5 | 4,5 | 1000 | |
2 | 5,0 | 6,0 | 3,6 | 1150 | |
3 | 10,0 | 6,0 | 3,5 | 1100 | |
4 | 15,0 | 8,0 | 3,5 | 1150 | |
5 | Polyacrylsäureester | 0,1 | 6,1 | 6,2 | 760 |
6 | 0,5 | 6,0 | 4,5 | 1000 | |
7 | 5,0 | 6,0 | 3,3 | 1100 | |
8 | 10,0 | 6,5 | 3,5 | 1100 | |
9 | 15,0 | 8,3 | 3,5 | 1150 | |
10 | Vergleich | - | 6,5 | 7,1 | 700 |
11 | Unbehandelter Stoff | 16,0 | 3,5 | 1250 | |
12 | |||||
Das bezeichnete »Verfahren entsprechend den üblichen Verfahren des Entschlichtens und Reinlgens
(Beuchens)« war das folgende: 2 g/l eines oberflächenaktiven Mittels und 2 g/l Natriumcarbonat wurden In
heißem Wasser von 80° C gelöst. In die Lösung wurde der Textilstoff eingetaucht und sanft umgerührt. Nach
30 min wurde der Stoff entnommen, mit Wasser gewaschen, entwässert und dadurch getrocknet, daß er ohne
Spannung auf ein waagerechtes Bett In einem auf etwa 20° C gehaltenen Raum gelegt wurde. In diesem Beispiel
wurden das Entschlichten und Beuchen für die Messung der prozentualen Krumpfung durchgeführt.
Als die an der regenerierten Cellulose-Faser zu adsorbierende Flüssigkeit wurden Hexan, Rizinus-Öl
und Polyoxyethylenalkylether verwendet. Die betreffende Flüssigkeit wurde angelagert an einen Textilstoff
aus einem Fllamentgarn aus Kupferoxld-Ammonlak-Kunstselde [Kette: Garn von 83,3 dtex/36 Filamente
(75 d/36f); Schuß: Garn von 83.3 dtex/36 Filamente (75d/36f); Kettfadendlchte 47,2/cm; Schußfadendichte
35,4/cm]. Dann wurde gesättigter Wasserdampf (100° C) auf den Textilstoff aufgeblasen, um die Feuchtigkeit
auf etwa 20% einzustellt:, die Menge der an die Textille angelagerten Flüssigkeit 1st In der Tabelle II
aufgeführt).
Danach wurde die Textille In flüssiges Ammoniak von -50° C getaucht. Nach 20 s wurde sie aus dem flüssigen
Ammoniak herausgezogen, unmittelbar danach auf einen Nadelspannrahmen aufgezogen und zur Entfernung
des Ammoniaks aus dem Textilmaterial In heißer Luft von 180° C getrocknet. Das Hexan wurde gleichzeitig
mit dem Ammoniak verdampft. Die Textllstoffe, an die Rizinusöl oder Polyoxyethylenalkylether angelagert
worden war, wurde In der gleichen Welse wie In Beispiel 1 entschlichtet und gebeucht; danach wurde die
prozentuale Krumpfung gemessen.
Nicht leicht in fluss. | Menge der an die | Prozentuale | Knick | Reiß |
Ammoniak lösl. und an | Faser angelagerten | Krumpfung | festigkeit | festigkeit |
der Faser adsorbierbare | Flüssigkeit | |||
Flüssigkeit | (%) | (%) | (cm) | (g) |
9 10 11 12
13 14
Hexan
Rizinusöl
Vergleich Unbehandelter Stoff
10
15
2
5
10
15
10
15
6,7 6,8
7,9
6,5 6,5 6,7 8,0
6,6 6,6 6,8 8,1
6,5 16,0
6,4
3,8
3,4
3,4
6,3
4,0
3,3
3,4
6,5
3,9
3,5
3,4
7,1
3,5
790 1000 1100 1100
800 1000 1150 1100
810
980
1200
1100
700 1250
Ein Textilstoff bestehend aus Kupferoxld-Ammonlak-Kunstselde [Kette: Garn 83,3 dtex/26 Filamente
(75d/26f); Schuß: 133 dtex/50 Filamente (120d/50f); Kettfadendichte 41,3/cm; Schußfadendichte 27,6/cm]
wurde in der gleichen Welse wie In Beispiel 1 behandelt. Die Ergebnisse sind In der Tabelle III dargestellt.
Filmbildendes | Menge des | Prozentuale | Knick | Reiß |
Polymerisat | angelagerten | Krumpfung | festigkeit | festigkeit |
Polymerisats | ||||
(%) | (%) | (cm) | ig) |
1 2 3 4 5
10
11 12
0,1
0,8
6,0
10,0
15,0
0,1
0,8
6,0
10,0
15,0
Vergleich Unbehandelter Stoff
8,1 8,2 8,0 8,3 12,0
8,0 7,9 8,0 8,5 12,5
8,0 20,0
4,7
4,2
3,8
3,7
3,6
4,5
3,9
3,5
3,4
3,5
5,0
3,6
850 1050 1000 1100 1110
840
900
1100
1050
1100
850 1100
Als fllmblldendes wasserlösliches Polymerisat wurde Polyvinylalkohol (Verselfungsgrad 90%, Polymerlsatlonsgrad
800) eingesetzt. Er wurde angelagert an ein Gewebe mit Leinenblndung, bei dem sowohl die Kette als auch
der Schuß aus einem Filamentgarn mit 83,3 dtex/36 Filamenten (75 d/36 0 aus Kupferoxid-Ammoniak-Kunstselde
bestanden (Kettfadendichte 47,2/cm; Schußfadendichte 35,4/cm). Die Anlagerung erfolgte durch Eintauchen
des Tuches in die wäßrige Lösung des Polymerisats, wonach es abgequetscht und dann getrocknet wurde.
Die Menge des angelagerten Polymerisats betrug 3 Gew.-96, bezogen auf das Gewicht des Textllstoffes. Dann
wurde die Textille In ein wasserhaltiges Bad eingetaucht, abgequetscht und so getrocknet, daß die Textllle
danach 12 Gew.-% Wasser, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, enthielt. Andererseits wurde
eine Behandlungslösung, hergestellt durch Vermischen von Wasser, Ethylalkohol, Ethylendiamin, Ammonlum-
10
thlocyanat oder Ammoniumnitrat in den vorher festgelegten Mengen mit flüssigem Ammoniak bei -36° C. Die
Textille wurde bei -36° C 15 s in die Behandlungslösung eingetaucht und danach herausgezogen, sofort auf
einen Nadelspannrahmen aufgezogen und zur Entfernung des Ammoniaks aus der Textllie In heißer Luft bei
180° C getrocknet. Wasser, Ethylalkohol und Ethylendiamin verdampften gleichzeitig mit dem Ammoniak.
Ammonlumthlocyanat und Ammoniumnitrat waren nicht sublimlerbar, so daß sie In dem Textilstoff verblieben.
Anschließend wurden der Polyvinylalkohol, das Ammonlnmthiocyanat und das Ammoniumnitrat durch
Entschlichten und Beuchen in gleicher Weise wie in Beispiel 1 entfernt. Danach wurde die prozentuale Krumpfung
gemessen.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV dargestellt.
Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV dargestellt.
Tabelle | IV | Menge des angelagerten Polymerisats (%) |
Dem flüssigen Ammoniak zugemischte Substanz |
Anteil der dem flüssi gen Ammoniak zugemischten Susbtanz (%) |
Prozentuale Krumpfung (%) |
Knick festigkeit (cm) |
Reiß festigkeit (ß) |
Filmbildenies Polymerisat |
3,0 | Wasser | 0 30 60 |
6,0 6,0 12,0 |
3,8 3,7 3,6 |
1150 1140 1140 |
|
1 2 3 |
Polyvinyl alkohol |
Ethylalkohol | 30 60 |
6,2 12,5 |
3,7 3,6 |
1130 1130 |
|
4 5 |
Ethylen diamin |
30 60 |
6,0 12,4 |
3,7 3,6 |
1140 1140 |
||
6 7 |
Ammonium- thiocyanat |
30 60 |
5,0 12,8 |
3,7 3,6 |
1130 1130 |
||
8 9 |
3,0 | Ammonium nitrat |
30 60 |
6,0 13,0 |
3,8 3,7 |
1130 1130 |
|
10 11 |
- | - | - | 6,5 | 2,1 | 700 | |
12 | Vergleich | - | - | - | 16,0 | 3,5 | 1250 |
13 | Unbchandelter Stoff |
||||||
Der gleiche Textilstoff wie In Beispiel 2 wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 15% eingestellt und auf
einem Rahmen befestigt, so daß die ursprüngliche Dimension erhalten blieb. Flüssiges Ammoniak wurde auf
die Textilie aufgesprüht, um Ammoniak in Mengen von 20%, 40%, 60% oder 100%, bezogen auf das absolute
Trockengewicht der Textllie, an diese anzulagern. Nachdem der Textilstoff 15 s an die Luft (2O0C) gebracht
wurde, wurde er zur Entfernung des Ammoniaks aus der Textille in Luft einer Temperatur von 120° C eingebracht.
Dann wurde er von dem Rahmen abgenommen, und die prozentuale Krumpfung wurde mittels des im
Hauptteil der Beschreibung erläuterten Verfahrens gemessen. Die Ergebnisse sind In der Tabelle IX aufgeführt.
An den in diesem Beispiel eingesetzten Textilstoff waren vorher 3% Polyvinylalkohol angelagert worden.
Tabelle | IX | Prozentuale Krumpfung (%) |
Knick festigkeit (cm) |
Reiß festigkeit (g) |
Menge des angelagerten Ammoniaks (%) |
15,3 | 3,7 | 1200 | |
1 | 20 | 14,5 | 3,5 | 1200 |
2 | 40 | 6,5 | 3,3 | 1250 |
Ί | 60 | 6,8 | 3,8 | 1150 |
4 | 100 | |||
Unbehandelter Stoff
16,0
3,5
1250
An die Oberfläche des gleichen Textilmaterial wie in Beispiel 1 wurden, jeweils bezogen auf das Gewicht des
Textilmaterlals, 3 Gew.-96 Polyvinylalkohol und 13 Gew.-% Wasser angelagert. Der Stoff wurde auf einem
• Nadelrahmen befestigt, so daß er seine ursprünglichen Dimensionen behielt, und wurde 15 s In flüssiges Ammoniak
von -350C eingetaucht. Dann wurde der Ammoniak In der Textille mit heißer Luft von 150° C entfernt.
Danach wurde In der gleichen Welse wie in Beispiel 1 der Polyvinylalkohol aus dem Textilmaterial entfernt.
Nach dem Trocknen wurde die Textille einer Harz-Behandlung mit Ν,Ν'-Dlmethylol-dlhydroxyethylen-harnstofl
(im Folgenden als »Behandlungsmittel« bezeichnet) unterzogen. Bei dieser Behandlung wurde eine wäßrige
Lösung des Behandlungsmittels verwendet, so daß die Menge des angelagerten Mittels, bezogen auf das
Gewicht des Textilstoffes, 6% und 12% betrug. Weiterhin wurden an die Textllle 20%, bezogen auf das Gewicht
des Textilstoffes, Magnesiumchlorid zusammen mit dem Behandlungsmittel als Katalysator für die Beschleunigung
der Reaktion des Behandlungsmittels mit dem Textilmaterial angelagert. Dann wurde nach 3 min Trocknen
bei 100° C In einem Heißluft-Trockner der Textilstoff In dem gleichen Trockner, wie vorstehend, 3 min
einer Wärmebehandlung be! 16O0C unterzogen. Sämtliche Arbeltsgänge der Entfernung des Polyvinylalkohol
und des Trocknens und der Wärmebehandlung bei der Harz-Behandlung wurden so durchgeführt, daß die
ursprünglichen Dimensionen des Textilstoffes erhalten blieben. Die Eigenschaften des erhaltenen Stoffes wurden
gemessen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle X aufgeführt.
Behandlung mit | Mange des | Krumpfechtheit | Knitterechtheit | Knickscheuer |
flüssigem | angelagerten | (Kette + Schuß) | (Kette + Schuß) | festigkeit |
Ammoniak | Behandlungs | (Kette + Schuß) | ||
mittels | ||||
(%) | (%) | (%) | (mal) |
erfindungs- behandelt gemäß
Vergleich ursprüngl.
1,0
1,8
3,6
1,8
3,6
5,4
7
0
0
5,5
4,5
4,3
4,1
4,5
4,3
4,1
4,5
14,0
14,0
100
110
115
120
110
115
120
115
90
90
5200 5000 4250 3750
2500 5300
Anmerkung zu Tabelle X:
Knickscheuerfestigkeit:
Summe der Werte der knlckscheuerfestlgkelt In Kettfadenrlchtung und In Schußfadenrichtung, die durch die Messung gcmäC
JIS L-1079, Messung der Scheuerfestigkeit, Methode A-2 (Knickmethode), erhalten wurden.
Knitterechtheit:
Summe der Werte der Knitterechtheit in Kettfadenrlchtung und In Schußfadenrichtung, die durch die Messung gemäf:
JIS L-1079, Messung der Knitterechtheit, Methode A (Drahtmethode), erhalten wurden.
Krumpfechtheit:
Summe der Werte der Krumpfechtheit In Kettfadenrlchtung und in Schußfadenrichtung, die durch die Messung gemät
JIS L-iO42, Messung der Krumpfechtheit, Methode E (Waschmaschinenmethode), erhalten wurden.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zur Herstellung einer regenerierten Cellulose-Faser mit guter Griffigkeit und guter Krumpfechtheit,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Flüssigkeit aus der Gruppe der aliphatischen und aromatischen
Kohlenwasserstoffe, der fetten Öle und der oberflächenaktiven Mittel, die In flüssigem Ammoniak
nicht leicht löslich ist und an der regenerierten Cellulose-Faser adsorbierbar ist, in einer Menge von 5 bis 15
Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht da Faser, an die Oberfläche der regenerierten Cellulose-Faser
angelagert wird oder ein in Wasser lösliches oder in Wasser emulglerbares oder dispergierbares Polymerisat
mit einem Molekulargewicht von 10 000 oder höher in Form eines Films in einer Menge von 0,5 bis 10
Gew.-%, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, an die Oberfläche der regenerierten Cellulose-Faser
angelagert wird, und daß der Feuchtigkeitsgehalt der regenerierten Cellulose-Faser auf 5% oder mehr,
bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser, eingestellt wird und danach die regenerierte Cellulose-Faser
mit ggf. verdünntem flüssigem Ammoniak getränkt wird und anschließend der Ammoniak von der
regenerierten Cellulose-Faser entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Wassers, die in der regenerierten
Cellulose-Faser belassen wird, nicht weniger als 5% und weniger als 12%, bezogen auf das absolute Trokkengewlcht
der Faser, beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Wassers, die In der regenerierten
Cellulose-Faser belassen wird, 12* oder mehr, bezogen auf das absolute Trockengewicht der Faser,
beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des flüssigen
Ammoniaks, mit der die regenerierte Cellulose-Faser getränkt wird, 60% oder mehr, bezogen auf das absolute
Trockengewicht der Faser, beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der flüssige Ammoniak, mit
dem die regenerierte Cellulose-Faser getränkt wird, 0 bis 5036 einer mit flüssigem Ammoniak mischbaren
Substanz enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die regenerierte Cellulose-Faser
eine Kupferoxldammonlak-Kunstseide (Kuoxamfaserstoff) lsi.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die regenerierte Cellulose-Faser
eine Viskose-Spinnfaser Ist.
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