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Verfahren zur Herabsetzung des Quellwertes von Substanzen mit hohem
Quellwert Die vorliegende Erfindung bezweckt, den Quellwert von Substanzen von relativ
hohem Quellwert herabzusetzen, wie beispielsweise von Filmen, Folien, Fasern u.
dgl. aus regenerierter oder nativer Cellulose, aus Eiweiß- oder Kaseinabkömmlingen
u. dgl.
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Es ist an sich bekannt, den Ouellwert bei Cellulose'dadurch herabzusetzen,
daß man in oder auf der Faser eine Harzbildung bewirkt. So wurde schon vorgeschlagen,
Melamin und Formaldehyd in der Hitze zu Melaminharzen zu kondensieren und mit einer
diese Harze enthaltenden Lösung die Faser zu tränken. Man hat weiterhin vorgeschlagen,
in Gegenwart von Butanol beispielsweise die Faser mit einer Melaminharzlösung zu
tränken. Dieses Verfahren dient u. a. zur Herstellung von waschechten Appreturen,
zum Färben und Drucken von Ülhäut@ii, Regenmänteln usw. Endlich ist auch vorgeschlagen
worden, Melaminformaldehydkondensationsprodukte auf bzw. in der Faser selbst herzustellen,
indem man die Faser mit den genannten Stoffen tränkt und sie bei relativ hohen Säurekonzentrationen
von z. B. etwa 15 % bei Temperaturen unter 5o° beläßt.
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Alle diese bekannten Verfahren setzen den Quellwert der so behandelten
Cellulose mehr oder weniger weitgehend herab, indem auf und in der Faser eine Kunstharzschicht
gebildet wird.' Gleichzeitig treten Nachteile insofern auf, als die elastischen
Eigenschaften wesentlich herabgesetzt werden.- Auch zeigen die Fasern, die in Gegenwart
von relativ starken Säuremengen, unter Verwendung von Melamin und Formaldehyd bei
tiefen Temperaturen behandelt sind, ein wenig gefälliges Aussehen bei unangenehmem
Griff.
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_ Auf Grund vorliegender Erfindung gelingt es,
den
Quellwert von Substanzen mit starker Neigung zur Quellung bedeutend herabzusetzen,
jedoch bei gleichzeitiger Erhaltung der gewünschten guten sonstigen textilen, vor
allem der elastischen Eigenschaften.
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Gemäß vorliegender Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß man Melaminbasen
und Formaldehyd gemeinsam auf die Substanzen mit hohem Quellwert aufbringt, das
Lösungsmittel bei tiefen Temperaturen bis höchstensfalls etwa 5o° größtenteils verdunstet
und anschließend bei höheren Temperaturen, etwa zwischen 8o und Q O', vorzugsweise
bei etwa ioo°, reagieren läßt.
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Als Lösungsmittel wird in der Praxis zweckmäßig Wasser verwandt. Erfindungsgemäß
können mit Vorteil der Lösung noch Magnesiumsalze, bei Anwendung von Wasser als
Lösungsmittel wasserlösliche Magnesiumsalze zugegeben werden. Statt der Magnesiumsalze,
die in geringen Mengen, z. B. i bis 2 0/0, zugesetzt werden, oder zusammen mit ihnen
können auch Alkohole in ähnlichen Mengen Verwendung finden. Auch können puffernd
wirkende Substanzen zugegeben werden, vor allem solche, die einen Bereich von pH
5 bis 7 ergeben, da sich gezeigt hat, daß sich die Reaktion mit Vorteil bei einem
pH von etwa 6 durchführen läßt, wobei sehr gute textile Eigenschaften erzielt werden.
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Erfindungsgemäß wird in erster Stufe bei einem pH zwischen 5 und 7
bei niedrigen Temperaturen, allerhöchstens bei etwa 5o°, so lange vorgetrocknet,
bis der Feuchtigkeitsgehalt der Faser bzw. anderer Formkörper aus den zu behandelnden
Stoffen einen Feuchtigkeitsgehalt zwischen 5 und 300/0, z. B. 12%, aufweist. Erst
nachdem diese Vortrocknung unter Vermeidung von Kondensationsreaktionen erfolgt
ist, wird die Temperatur erhöht auf Temperaturen zwischen 8o und 13o°, wobei die
chemische Reaktion vor sich geht. Das Reaktionsgut kann hierbei in einem abgeschlossenen
oder offenen Raum bei entsprechender Temperatur belassen werden.
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Auf diese Weise wird der Quellwert von z. B. 85 % auf 40 bis 50 0/0,
gegebenenfalls auch auf geringere Werte, herabgesetzt, während die Dehnung praktisch
erhalten bleibt, als sicheres Zeichen dafür, daß nicht wie bei den bekannten Verfahren
durch die Harzbildung eine Versprödung der Fasern eingetreten ist. Gleichzeitig
wird durch die erfindungsgemäße Behandlung eine Erhöhung der Trocken-, insbesondere
aber eine solche der Naßfestigkeit erzielt. Auch bleibt der Polymerisationsgrad
erhalten. Außerdem werden die erfindungsgemäß behandelten Produkte durchweg hinsichtlich
ihrer Alkaliempfindlichkeit verbessert, was bekanntlich bei regenerierten Cellulosen
sehr wichtig ist. Solche Fasern zeigen außerdem einen weichen seidigen Griff, während
sie in ihrem Aussehen sonst unverändert erscheinen, ausgenommen durch eine sicher
nicht unerwünschte leichte Aufhellung.
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Als Basen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
Triazinbasen, wie z. 13. Melamin selber und seine Homologen, wie 1lethvlmelamin,
Äthylmelamin, Phenylmelamin und weitere ähnliche aus dem Chlorcyan bzw. Cyanurchlorid
erhältliche Derivate, wie Guanamin (Diaminotriazin), die Alkoxydiaminotriazine und
andere, in Anwendung gebracht. Um sie besser in genügendem Umfang in Lösung zu bringen,
verfährt man zweckmäßig so, daß man sie unter vorsichtiger Erwärmung bis 5o°, beispielsweiße
zusammen mit Formaldehyd, auflöst, wobei unter Umständen schon eine teilweise Methylolierung
der Aminogruppen eintritt. Der Formaldehyd kann in Gestalt der bekannten wäßrigen
Lösungen zur Anwendung kommen; doch erscheint es augenscheinlich zweckmäßig, schon
gealterte Lösungen dieser Art zu verwenden, die vielleicht die höheren Polymeren
in etwas größerer Menge enthalten. Auch ist es möglich, statt des wäßrigen Formaldehyds
den festen Paraformaldehyd auf die beschriebene Weise zur Anwendung zu bringen.
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Als Alkohole, die neben oder an Stelle der -Zagnesiumsalze zur Verwendung
kommen, können an sich alle ein- oder mehrwertigen Alkohole benutzt werden, jedoch
unter Vermeidung solcher Alkohole, die die chemische Reaktion zwischen den Melaminbasen
und Formaldehyd beschleunigen. Besonders gute Resultate wurden beispielsweise mit
Alkoholen von nicht zu kurzer Kettenlänge, unter anderem mit dem i, 6-Hexandiol,
erzielt. Es hat sich gezeigt, daß der Zusatz von Alkoholen gleichzeitig eine gewisse
weichmachende Wirkung auf die erfindungsgemäß behandelten Textilien ausübt.
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Statt das Melamin oder ähnliche Basen zusammen mit Formaldehyd aufzulösen,
kann man auch von bereits methylolierten Basen ausgehen, doch sind dabei auf alle
Fälle Präparate zu vermeiden, die, wie z. B. das Hexamethylolmelamiii, bei längerer
Aufbewahrung bereits weitgehende Kondensationen erlitten'haben, da mit ihnen, entsprechend
dem eingangs Gesagten, nicht die charakteristischen Wirkungen des Verfahrens erreicht
werden können. Als Magnesiumverbindungen eignen sich z. B. Magnesiumacetat oder
-sulfat, als puffernde Substanzen seien beispielsweise Natriumacetat oder Natriumbicarbonat
genannt. Beispiele i. io kg Zellwollfaser werden in ioo 1 Lösung, welche 2 % Melamin
und 3 % Formaldehyd enthält, 15 Minuten bei normaler Temperatur belassen, wobei
die Faser wiederholt zum besseren Durchtränken in dieser Lösung eine Quetschvorrichtung
passiert. Die Lösung zeigt vom Beginn bis zum Schluß ein pH vom 6,o.
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Nach dieserZeit wird die Faser herausgenommen, abgeschleudert bis
auf einen Wassergehalt, der etwa dem Quellwert der Regeneratfaser zukommt (85 %).
Diese so vorbehandelte Faser wird etwa 45 Minuten bei 5o° derart vorgetrocknet,
daß sie nach dieser Zeit einen Wassergehalt von etwa io 0/0 besitzt. Sofort anschließend
wird diese Faser in einem geschlossenen Gefäß eine Stunde einer Temperatur von io5°
ausgesetzt. Die Faser zeigt nach dieser Behandlung einen Quellwert von 48 % gegenüber
einem ursprünglichen Quellwert von 85 0/0;
eine Trockendehnung von
18,5 % und eine Maßdehnung von i 8,o % gegenüber einer ursprünglichen Trockendehnung
von 20,0 % und einer ursprünglichen Maßdehnung von 19,2 0/0.
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Die Trockenfestigkeit nach der Behandlung ist 203 g
pro ioo den und die Maßfestigkeit 89 g pro ioo den gegenüber einer ursprünglichen
Trockenfestigkeit von 159 g pro ioo den und einer ursprünglichen Maßfestigkeit von
52 g pro ioo den.
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Das Aussehen der erfindungsgemäß behandelten Ware ist etwas heller
und von einem angenehm weichen Griff.
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2. Der Melaminformaldehydlösung von Beispiel i werden noch 2 % Magnesiumsulfat
und i % Hexandiol zugesetzt, worauf sie vom Beginn bis zum Schluß ein pil von 6,5
zeigt. Im übrigen wird gearbeitet, wie in Beispiel i beschrieben. Die Faser weist
nach der Behandlung einen Quellwert von 49 0/0 gegenüber einem ursprünglichen Quellwert
von 85 %, eine Trockendehnung von i9,o % und eine Maßdehnung von 18,8 %, gegenüber
einer ursprünglichen Trockendehnung von 2o,o4% und einer ursprünglichen Maßdehnung
von 19,2 % auf. Die Trockenfestigkeit ist nach der Behandlung 188 g pro ioo den
und die Maßfestigkeit 98 g pro ioo den gegenüber einer ursprünglichen Trockenfestigkeit
von 159g pro ioo den und einer ursprünglichen Maßfestigkeit von 52 g pro aoo den.
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3. Man tränkt ioo kg Kunstseide bei Zimmertemperatur mit 5oo 1 einer
wä$rigen Lösung, bestehend aus 2,8 % Melamin, 4 % Formaldehyd, o,15 % Magnesiumacetat,
o,8 % Äthylalkohol und 0,4% Natriumacetat vom PH 7,1. hTach einer eingehenden Tränkungszeit
und Durchquetschungszeit wird die Faser bei 5o° vorgetrocknet bis auf einen Wassergehalt
von etwa 15 0/0. Anschließend wird die Faser in einem geschlossenen Behälter i Stunde
bei ioo° belassen. Sie zeigt eine etwas hellere Farbe und einen angenehm seidigen
Griff. Der Quellwert beträgt 420/0 gegenüber einem ursprünglichen Quellwert von
88%. Die Trockendehnung ist 24,0 % und die Maßdehnung 23,0010 gegenüber der
ursprünglichen Trockendehnung von 25010 und der ursprünglichen Maßdehnung
von 24,0 0/0.
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Die Trockenfestigkeit ist 175 g pro ioo den und die Maßfestigkeit
88 g pro ioo den gegenüber einer ursprünglichen Trockenfestigkeit von
139 g pro iooden und einer ursprünglichen Maßfestigkeit von 45 g pro ioo
den.