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Verfahren zur Veredelung von Faserstoffen Es wurde gefunden, daß sich
die Eigenschaften von Faserstoffen jeder Art wesentlich verbessern lassen, wenn
man sie mit Abkömmlingen des Ätllylenimins behandelt, die den allgemeinen Formeln
entsprechen, worin X eine
oder - SO.-Gruppe, R einen Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest und R' einen
Alkylen- oder Arylenrest bedeuten, und diese Stoffe auf der Faser polymerisiert.
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Geeignete Äthyleniminabkömmlinge sind beispielsweise Acyl-äthylenimine,
wie Acetyl-, Butyroyl-und Benzoyläthylenimin, Urethane, wie N-Äthylenäthyl- oder
-butyl- oder -benzylurethan, r, q-Butylenglykol-di-N-äthyiencarbaminsäureester,
ferner Äthyleniminomethyläther, wie Propyl-, Cyclohexyl- oder Benzyläthyleniminomethyläther,
z, q.-Butylen-bis-(äthyleniminomethyl)-äther und Solfonimide, wie Butan-, Hexadekan-
oder Toluolsulfo-äthylenimid und Z, 3-Propandisulfodiäthylenimid. Diese Verbindungen
sind durch Umsetzung von Äthyleniminen mit den
entsprechenden Carbonsäurechloriden,
Chlorkohlensäureestern, Chlormethyläthern oder Sulfochloriden in Anwesenheit säurebindender
Mittel erhältlich.
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Man kann die Behandlung mit wäßrigen Lösungen oder Dispersionen der
genannten Verbindungen oder auch mit ihren Lösungen in organischen Lösungsmitteln
ausführen. Die genannten Stoffe werden je nach dem beabsichtigten Zweck und der
Art der Faser in verschiedenen Mengen angewandt; meist bringt man etwa 2 bis io
°/o auf die Faser auf. Nachdem die Verbindungen auf die Faserstoffe aufgebracht
sind, werden diese getrocknet und Bedingungen unterworfen, die zur Polymerisation
der aufgebrachten Verbindungen führen. Meist genügt hierfür ein einfaches kurzes
Erhitzen auf i2o bis i40°. Manche der genannten Verbindungen polymerisieren auch
bereits bei niedrigeren Temperaturen.
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Zweckmäßig arbeitet man in schwach alkalischen Flotten mit einem pH-Wert
von 8 bis g. Setzt man säureabspaltende Mittel oder verdünnte Säuren oder Elektrolyte
in An- oder Abwesenheit von Säure zu, so wird schon hierdurch die Polymerisation
bewirkt bzw. so stark beschleunigt, daß ein Erwärmen auf weniger hohe Temperaturen
genügt.
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Die genannten Verbindungen können je nach der Viskosität der Lösungen
in beliebiger Weise, z. B. nach dem Klotz-, Streich-, Druck- oder Spritzverfahren
aufgebracht werden, und zwar für sich allein oder je nach Art der gewünschten Wirkung
in Verbindung mit Netzmitteln,. Weichmachungsmitteln, Appreturmitteln, Mattierungsmitteln,
Beschwerungsmitteln, Hydrophobierungsmitteln, gefärbten oder nicht gefärbten Pigmenten
und Schutzkolloiden zur Anwendung kommen. Mitunter ist es vorteilhaft, Lösungen
der Behandlungsmittel in organischen Lösungsmitteln anzuwenden. Man kann auch in
gemischt wäßrigen-organischen Lösungsmitteln arbeiten. Man kann die Einwirkung der
genannten Stoffe auch mit anderen Appretierverfahren, z. B. mit einer Behandlung
mit Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukten oder mit Formaldehyd allein, kombinieren.
Es lassen sich auch Präparate herstellen, die die Äthyleniminabkömmlinge und die
gegebenenfalls mitzuverwendenden Stoffe in geeigneten Mengenverhältnissen und gegebenenfalls
organische oder anorganische Stellmittel enthalten, und die Präparate durch geeignete
Verdünnung zur Herstellung der Behandlungsbäder verwenden.
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Man kann der angegebenen Behandlung beliebige Faserstoffe, wie Baumwolle,
Leinen, Hanf, Papier, Wolle, Seide, Haar, Pelz, Federn, Leder, Kaseinfasern, Superpolyamidfasern,
Kunstseide, Zellwolle, Fasern aus Polyvinylchlorid oder nachchloriertem Polyvinylchlorid,
ferner Glasfäden oder Asbestfasern, unterwerfen, und zwar sowohl die unverarbeiteten
Fasern als auch daraus hergestellte Fäden, Gespinste, Gewebe oder Wirkwaren.
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Die behandelten Faserstoffe zeigen in verschiedenster Hinsicht bessere
Eigenschaften als die nicht behandelten. So wird beispielsweise die Naßreißfestigkeit,
Krumpfechtheit, Knitterfestigkeit und Scheuerfestigkeit gesteigert und je nach Herstellung
oder Herkunft der Fasern eine Verbesserung der Alkalibeständigkeit usw. erzielt;
das Aufspleißen der Kapillarfasern, das beispielsweise bei Naßbehandlung von Kunstseide
und Zellwolle bisweilen auftritt und ihr Aussehen und ihre Haltbarkeit ungünstig
beeinflußt, wird vermieden. Auch unerwünschte Quellung der Fasern aus regenerierter
Cellulose wird verhindert. Man kann Hydrophobierungs- und Animalisierungseffekte
erzielen. Gegebenenfalls mitverwendete Pigmente-werden gut fixiert. Die erzielten
Wirkungen sind waschbeständig.
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Beispiel i Kupferkunstseide wird mit einer Lösung, die im Liter 7o
g Propandisulfonsäurediäthylenimid
enthält, io Minuten bei einer Temperatur von 7o° behandelt, abgeschleudert, bei
einer Temperatur unter ioo° getrocknet und dann io Minuten lang auf 13o° nacherhitzt.
Die so behandelte Kunstseide weist gegenüber der unbehandelten einen bedeutend gesteigerten
Gebrauchswert auf. Dies zeigt sich darin, daß die Haltbarkeit in der Wäsche bedeutend
verbessert ist, die Duellfähigkeit in Wasser ist wesentlich vermindert, die Naßfestigkeit
gesteigert. Das unerwünschte Aufspleißen beim Reiben in nassem Zustande ist völlig
beseitigt. Die Ware ist ferner durch saure Wollfarbstoffe anfärbbar geworden. Die
erzielten Effekte sind waschbeständig.
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Die Konzentration der zur Behandlung dienenden Lösung kann z. B. zwischen
25 und 150 g, vorteilhaft zwischen 5o und ioo g im Liter liegen. Bei Verwendung
konzentrierter Lösungen wird auch eine stark wasserabstoßende Wirkung erzielt. Die
Polymerisation kann statt durch Erwärmen auf 13o° durch Zugabe saurer Katalysatoren
und gegebenenfalls Erwärmen auf gelindere Temperaturen bewirkt werden. Beispiel
2 75 Gewichtsteile Propandisulfoäthylenimid werden bei q.0° in iooo Gewichtsteilen
Wasser gelöst. Durch Zugabe von Soda oder Ammoniak wird die Lösung auf einen pH-Wert
von 7 bis 8 eingestellt. In dieser Flotte wird Zellwollgewebe geklotzt. Das Gewebe
wird dann 15 Minutenbei8o°getrocknetundioMinuten auf i2o° erwärmt. Die Gebrauchstüchtigkeit
des Gewebes ist erheblich verbessert.
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Ähnliche Ergebnisse erzielt man, wenn man an Stelle des Propandisulfoäthylenimids
Acetyläthylenimid verwendet. Beispiel 3 io Gewichtsteile Kaseinfaserflocken werden
bei einem- Flottenverhältnis von i : 50 in ein q.0° warmes Bad gebracht,
das im Liter 2o g Propandisulfoäthylenimid enthält. Man erwärmt dann im Lauf von
1/ @ Stunde auf 7o° und hält diese Temperatur noch i Stunde lang ein. Nach dem Abschleudern
und Spülen trocknet man die Fasern bei 8o°. Die Flocken bleiben auch beim Kochen
und Färben während i Stunde in sauren
oder neutralen Bädern offen
und haben dann im Gegensatz zu nicht behandelten gefärbten Fasern der gleichen Art
noch den ursprünglichen Griff. Beispiel 4 Man behandelt Wollgewebe bei einem Flottenverhältnis
von i : 15 bei 45' in einer Lösung, die im Liter Wasser 5o g Propandisulfoäthylenimid
enthält. Dann quetscht man das Material ab, trocknet 1/i Stunde bei 8o' und erhitzt
io Minuten lang auf iao'. Das behandelte Gewebe hat einen weichen Griff und schrumpft
oder verfilzt bei mehrmaliger Wäsche sehr viel weniger als unbehandeltes Material.
Beispiel 5 Ein mit einer Kaseindeckfarbe zugerichtetes Leder wird mit einer 3- bis
5°/°igen wäßrigen Lösung von Propandisulfoäthylenimid übersprüht, glanzgestoßen
oder gebügelt und fertig zugerichtet. Man erhält ein Leder, dessen Deckschicht gute
Wasserechtheit besitzt. Beispiel 6 Man behandelt ein Zellwolle-Kunstseide-Mischgewebe
5 bis io Minuten lang bei Raumtemperatur bei einem Flottenverhältnis von i : 5o
in einer Lösung, die im Liter 18 g polyacrylsaures Natrium und 25 g Propandisulfoäthylenimid
enthält. Dann quetscht man das Gewebe ab, so daß es das Doppelte seines Trockengewichts
wiegt, trocknetunderhitzt2o Minuten lang auf i20°. Man erhält eine waschbeständige
Appretur, die das Gewebe insbesondere gegen das Durchscheuern sehr beständig macht.
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Behandelt man ein Gewebe aus Polyvinylchloridfaser in der gleichen
Weise unter Ersatz des polyacrylsauren Natriums durch polymethacrylsaures Natrium,
so erhält man eine gegen Kochwäsche beständige Appretur.
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Beispiel 7 Gewebe aus Zellwolle oder Superpolyamidseide wird mit einer
Lösung geklotzt, die durch Lösen von 30 g in Ammoniak gelöstem Mischpolymerisat
aus Vinylacetat und Crotonsäure und 50 g Propandisulfoäthylenimid pro Liter
Wasser erhalten ist. Das behandelte Gewebe wird 20 Minuten lang bei 8o' getrocknet
und io Minuten lang auf i2o' erhitzt. Das so appretierte Gewebe ist weitgehend krumpf-und
scheuerfest. Die erzielte Wirkung ist waschbeständig.
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Beispiel 8 Man vermischt 3,5 kg des Umsetzungsproduktes von äquimolekularen
Mengen von monomeremÄthylenimin und Octodecylchlorameisensäureester mit 18 kg einer
io°/°igen wäßrigen Lösung von polyacrylsaurem Ammonium und verdünnt das Gemisch
mit Wasser auf ioo 1. In dieser Flotte behandelt man lose Zellwolle 5 Minuten lang
bei einem Flottenverhältnis von i : io bei Raumtemperatur. Dann schleudert man das
Material ab, trocknet es 30 Minuten lang bei 8o' und erwärmt es 15 Minuten
lang auf 120°. Die Zellwolle besitzt dann einen vorzüglichen Abperleffekt, der auch
nach dem Verwalken der Zellwolle mit Wolle im Verhältnis i : i noch erhalten bleibt.
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Arbeitet man entsprechend ohne Mitverwendung von polyacrylsaurem Ammonium,
so ist der erzielte Hydrophobiereffekt nicht walkbeständig.
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Beispiel 9 Man vermischt 50 g Hansagelb-G-Pulver (Schultz,
Farbstofftabellen, 7. Aufl., Bd. i !"193i1, Nr. 84) mit 145 g einer 2o°/°igen Lösung
von polyacrylsaurem Ammonium mittlerer Viskosität und verdünnt das Gemisch mit
300 ccm Wasser. Dann gibt man 58 g Propandisulfoäthylenimid, 5 ccm konzentriertes
Ammoniak und 442 ccm Wasser zu. Mit der so erhaltenen zügigen Druckfarbe wird ein
Gewebe aus regenerierter Cellulose in der Rouleaudruckmaschine bedruckt. Nach dem
Trocknen des Druckes erwärmt man das Gewebe etwa 2o Minuten lang auf i2o' und erzielt
so hervorragende Wasch- und Reibechtheit.
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In ähnlicher Weise kann man auch Weißpigmente fixieren.
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Beispiel io Man vermischt ioo g feinstgepulvertes Eisenoxydrot mit
145 g einer etwa 2o°/°igen wäßrigen Lösung von polyacrylsaurem Ammonium und
300 ccm Wasser. Zu dem erhaltenen Gemisch gibt man 40 g Acetyläthylenimin,
5 g konzentriertesAmmoniakund410 ccm Wasser. Mit der so erhaltenen Druckfarbe bedruckt
man Baumwollstoff in üblicher Weise nach dem Filmdruckverfahren. Der bedruckte Stoff
wird getrocknet und etwa 2o Minuten lang auf i30° erwärmt. Man erhält Drucke von
hervorragender Wasch- und Reibechtheit.
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Beispiel ii Mit Hilfe einer io°/°igen Lösung von polyacrylsaurem Ammonium
erzeugt man auf Baumwollgewebe eine Streichappretur, trocknet leicht und versprüht
auf dem Material eine io°/°ige Lösung von Propandisulfoäthylenimid in Wasser. Hierauf
trocknet man, erwärmt io Minuten lang auf i2o' und kalandriert. Man erhält eine
waschechte Appretur.
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Beispiel 12 In einer Flotte, die im Liter 50g einer 4o°/°igen,
noch einige Prozent freie Polyacrylsäure enthaltenden Emulsion von Polyacrylsäureäthylester
und io g Propandisulfoäthylenimid enthält, wirdZellwollgewebe geklotzt. Das Gewebe
wird 2o Minuten bei 8o' getrocknet und weitere 2o Minuten lang auf i2o' erwärmt.
Man erhält eine Appretur, die waschechter ist als eine solche, die ohne das erwähnte
Äthylenimid erhalten ist.
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Beispiel 13 Man klotzt Zellwollgewebe in einer Flotte, die im Liter
125g wasserlösliches Harnstoff-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, 25g Propandisulfoäthylenimid,
18 g polyacrylsaures Ammonium und 3 g Ammoniumnitrat enthält. Man trocknet das Gewebe
2o Minuten lang bei 8o' und erwärmt es io Minuten
auf i2o°. Die
erhaltene Appretur ist waschecht und das Gewebe ist krampffest.
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Beispiel 1q.
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Ein saugfähiges Papier aus ioo °/Q gebleichtem Sulfitzellstoff wird
in einer Tauchfärbemaschine mit einer Lösung behandelt, die im Liter 25 g polyacrylsaures
Natrium und 35 g Propandisulfoäthylenimid enthält. Das Papier wird in üblicher Weise
auf dem Trockenzylinder getrocknet. Es besitzt gegenüber dem Rohpapier eine um 2o
°/o erhöhte Trockenfestigkeit; seine Naßfestigkeit beträgt etwa 50 % der Trockenfestigkeit.
Trotzdem hat es die gleiche Saugfähigkeit wie . das Rohpapier.
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Beispiel 15
Man löst 309 eines Mischpolymerisats aus
Acrylsäuremethylester und Allylalkohol sowie io g des Umsetzungsproduktes äquimolekularer
Mengen Äthylenimin und Octodecylchlorameisensäureester in 11
Alkohol. Zellwollgewebe
wird mit dieser Lösung behandelt, geldotzt und auf i2o° erhitzt. Die so behandelte
Ware weist einen gegen Wäsche weitgehend beständigen vollen Griff sowie gute wasserabstoßende
Wirkung auf.
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Beispiel 16 Man behandelt Hanf- oder Papierbindfäden vor dem Polieren
in einer Flotte, die im Liter Wasser 2o g polyacrylsaures Ammonium und 25 g Propandisulfoäthylenimid
enthält, io Minuten lang bei 4o°. Dann trocknet man die Fäden und erwärmt sie noch
i o Minuten lang auf 130 bis 14o°. Die so erhaltenen Bindfäden besitzen eine verbesserte
Naßreißfestigkeit. Beispiel 17 Man klotzt Zellwollgewebe in einer Flüssigkeit, die
durch Auflösen von 309 teilweise verseiftem Polyacrylnitril und io g Propandisulfoäthylenimid
pro Liter Wasser hergestellt ist. Das Zellwollgewebe wird bei 8o° getrocknet und
dann auf i2o° erhitzt. Nach dem Kalandern besitzt es einen vollen Griff, und die
Quellfähigkeit des Gewebes ist herabgesetzt. Die erzielte Appretur bleibt auch nach
mehrmaligem Waschen weitgehend erhalten.
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Auf dem in der angegebenen Weise behandelten Gewebe kann man auch
Prägeeffekte erzielen. Beispiel 18 Man klotzt Kunstseidegewebe in einer Flotte,
die im Liter 2o g Propandisulfoäthylenimid und 509
Polyvinylalkohol enthält.
Hierauf wird das Gewebe 2o Minuten lang bei 8o° getrocknet und io Minuten auf iq.o°
erwärmt. Die erhaltene Appretur ist auch nach mehrmaligem Waschen in der Siedehitze
noch vorhanden.
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Beispiel i9 Ein aus ioo.°/o urgebleichtem Zellstoff bestehendes Papier,
dem 1 °/o polymeres Äthylenimin, bezogen auf Trockenstoff, zugesetzt worden ist,
wird in einer Tauchfärbemaschine mit einer io°/oigen Lösung von Propandisulfoäthylenimid
behandelt und in üblicher Weise auf dem Trockenzylinder bei etwa ioo° getrocknet.
Das Papier besitzt dann eine Naßfestigkeit, die etwa 500/, seiner Trockenfestigkeit
beträgt, während ein in entsprechender Weise nur mit polymerem Äthylenimin behandeltes
Papier nur eine Naßfestigkeit aufweist, die sich auf etwa 25 °/o seiner Trockenfestigkeit
beläuft.
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Beispiel 2o Glasgewebe wird mit einer Lösung bestrichen, die im Liter
509 Propandisulfoäthylenimid und 2o g polyacrylsaures Ammonium enthält. Man
trocknet, erhitzt io Minuten auf 14o° und bestreicht dann mit einer Lösung, die
im Liter 50 g Propandisulfoäthylenimid und 15 g polymethacrylsaures Natrium
enthält. Nach erneutem Trocknen wird wieder io Minuten auf 1¢o° erhitzt und dann
mit einer wäßrigen Dispersion bestrichen, die im Liter 50 g Propandisulfoäthylenimid
und 2o g eines Mischpolymerisats aus Vinylacetat und Crotonsäure enthält. Nach dem
Trocknen auf 1q0° erhält man ein Gewebe von großer Festigkeit, das nicht splittert
und dessen Kett- und Schußfäden sich bei mechanischer Beanspruchung nicht verzerren.
Die Appretur ist gegen Wasser und Waschmittel beständig. In ähnlicher Weise kann
man auch Asbestgewebe ausrüsten.
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Beispiel 21 Gewebe aus Superpolyamidfasern wird in der gleichen Weise
behandelt wie im Beispiel i5. Das Gewebe erhält einen angenehmen nicht fettigen
Griff.
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In der gleichen Weise kann man auch Zellwollgewebe gut waschbeständig
ausrüsten.