HU220180B - Szálkezelési eljárás - Google Patents

Description

A találmány tárgya

A jelen találmány tárgyát eljárások képezik liocellás textilanyagok vizuális megjelenésének javítására.

ismeretes, hogy cellulóz műszálak úgy készíthetők, hogy erre alkalmas oldószerrel készült cellulózoldatot egy kicsapó (koaguláló) fürdőbe extrudálunk. Ennek az eljárásnak egy példáját a 4,246,221 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás írja le, amelyet itt hivatkozásként említünk. A cellulózt valamely oldószerben, mint vizes tercier amin-N-oxidban oldunk fel, például N-metil-morfolin-N-oxidban. A kapott oldatot azután egy megfelelő szerszámon át egy vizes fürdőbe extrudáljuk, így egy szálköteget képezünk, amelyet az oldószer eltávolítása céljából vízzel mosunk és ezután megszárítunk. Ezt az eljárást „oldószeres fonás”-nak, és az ily módon készült cellulózszálat „oldószeresen font” vagy liocellás szálnak nevezzük. A liocellás szál megkülönböztetendő az egyéb ismert eljárásokkal készült cellulózszálaktól, mely eljárások azon alapulnak, hogy a cellulóznak egy oldható kémiai származékát állítjuk elő, majd ezt a cellulóz regenerálása céljából elbontjuk. Ilyen például a viszkózeljárás.

„Liocellszál” alatt itt olyan cellulózszálat értünk, amelyet szerves oldószeres fonási eljárással állítunk elő, ahol a szerves oldószer lényegében szerves vegyszerek és víz elegye, és ahol az oldószeres fonás abban áll, hogy a cellulózt a szerves oldószerben feloldjuk, ily módon egy oldatot állítunk elő, amelyet úgy fonunk szállá, hogy nem képezünk cellulózszármazékot. Az „oldószeresen font” és „liocellás szál” cellulóz kifejezést leírásunkban szinonimákként használjuk. A „liocellás fonal” kifejezés itt olyan fonalat jelent, ami liocellás szálakat tartalmaz vagy ilyen szálak másfajta szálakkal képezett keverékeit. A „liocellás textilanyag” kifejezés leírásunkban olyan fonalakból szőtt vagy hurkolt textilanyagot jelent, melyeknek legalábbis egy része liocellás fonal.

A szálak, különösen ha azok nedves állapotban mechanikai feszültségek hatása alatt állnak, hajlamosak a fibrillálódásra. A fibrilláció akkor következik be, ha finom fibrillák részben leválnak a szálról, ezáltal a szálnak és az azt tartalmazó textíliának, például szőtt vagy hurkolt textilanyagnak haj szerű megjelenést adnak. A színezett, fibrillált szálakat tartalmazó textilanyag hajlamos arra, hogy „deres” (zúzmarás) legyen a megjelenése, ami esztétikai szempontból lehet, hogy nemkívánatos. Az ilyen fibrillálódás véleményünk szerint annak tulajdonítható, hogy a szálakat nedves és duzzadt állapotban végzett kezelés során koptató hatás érte. A nedves kezelési eljárások, mint a színezési eljárások a szálakat elkerülhetetlenül mechanikus, koptató hatásnak teszik ki. A magasabb hőmérsékletű és hosszabb időtartamú kezelés hajlamos arra, hogy nagyobb fokú fibrillálást idézzen elő. Úgy látszik, hogy a liocellás szálak egyéb cellulózszálakhoz képest - különösen a gyapothoz képest, aminek igen kicsiny a hajlama a fibrillálódásra - különösen érzékenyek az ilyen kopásra.

A jelen találmány egyik tárgyát olyan színezett, liocellás textilanyag szolgáltatása képezi, amelynek nincs ilyen „deres” megjelenése és amely ismételt mosás után sem ilyen „deres” külalakú. Ezt a javítást a következőkben a liocellás textília színtulajdonságai javításának nevezzük. Ez a „színtulajdonságok” kifejezés megkülönböztetendő a szakterületen használt „egyenletes színezhetőség” és „színezettségi mérték” kifejezésektől. Egy textilanyag színezettsége általában nem változik az ismételt mosások során. A gyapot egy természetes szálas anyag és színezhetősége szálról szálra változó. Ezzel szemben a liocellás szálakat szabályozott gyártási eljárással állítjuk elő és azok színezhetősége egyforma. A gyapot nem fíbrillálható, így színtulajdonságai a feldolgozás és mosás alatt nem változnak. Az ismert liocellás szálak színtulajdonságai változhatnak azzal, hogy azokat milyen típusú kezelésnek vetjük alá. így például az ismételt mosás fibrillálódást idéz elő és rontja a liocellás textilanyag színtulajdonságait, míg az enzimes (cellulózos) kezelés eltávolítja a fibrillákat és általában javítja a textília színezettségi tulajdonságait. A technika állása

Sok éve ismeretes, hogy a gyapotszálakat különösen fonalak vagy textilanyag alakjában a mercerizálásnak ismert eljárással kezelik. A mercerizálás abban áll, hogy a szálakat erős lúggal, általában vizes nátriumhidroxiddal kezelik, ezután vízzel és híg savval mossák a lúg eltávolítása céljából, és szárítják. A gyapotfonal és textília a lúgos kezelés alatt húzás alatt tartható. A mercerizálást azért végzik, hogy (1) jobb legyen a színezésnél vagy nyomtatásnál a színezettség, (2) jobbak legyenek a karbantartási tulajdonságok, (3) jobb legyen a szálak fénye (ha a gyapotot a mercerizálás alatt húzás alatt tartják), és (4) egyenletesebb legyen a színezhetőség. A gyapotszálakat ásványi viaszok és pektinek vonják be, amiket ez a vizes, lúgos kezelés eltávolít. E szennyezések eltávolítása javítja a gyapotszálak abszorbcióképességét és színezékfelvételét. Ha a gyapot nagy mennyiségben tartalmaz vékonyfalú, éretlen szálakat, akkor a mercerizálás megduzzasztja ezeket a szálakat, azokat jobban hasonlóvá teszi az érettebb szálakhoz, ezáltal elősegíti az egyenletes színezést.

Jól ismert, hogy a mesterséges cellulózszálaknak, mint a viszkózselyemnek és réz-ammónium selyemszálaknak nagy a színezékfelvevő képessége és fénye, általában nagyobb, mint a gyapoté. Az is jól ismert, hogy az ilyen műselyem szálak nem tartalmaznak nem cellulóz, viaszos szennyezőanyagokat. Ismeretes továbbá, hogy az ilyen műselyem szálak sokkal ellenállóbbak a nátriumhidroxid hatásának, mint a gyapot. Ha a műselyem szálat 10-30 tömegszázalékos nátrium-hidroxid-oldattal mercerizáljuk, amilyet a gyapothoz használunk, akkor az keménnyé és törékennyé válik, elveszti fényét és a mercerizáló folyadékban részben feloldódhat. Ha az ilyen erős nátrium-hidroxid-oldatban áztatott műselyem textíliát vízzel mossuk, akkor az nagyon megduzzad, csaknem teljes szilárdságát elveszíti, ami azt eredményezi, hogy nagyon érzékennyé válik mechanikai károsodásra.

A találmány ismertetése

A találmány szerint a liocellás szálak színtulajdonságai a szálak mercerizálási eljárásával javíthatók.

A liocellás szálak fonalak, kóc, folytonos szálak, sodrott fonal vagy liocellás textília alakjában vethetők alá mercerizálásnak. Az előnyös módszer a mercerizálás.

HU 220 180 Β

A gyapotfonal vagy -textília egy tipikus mercerizálási eljárása a következő lépésekből áll:

(1) a gyapotot szobahőmérsékleten vagy enyhén megemelt, például 35 °C-ig terjedő hőmérsékleten lúgoldattal (10-30, gyakran 20-25 tömegszázalékos vizes nátrium-hidroxid-oldattal nedvesítjük meg;

(la) adott esetben vízzel mossuk;

(2) hígított vizes savval (például 3 tömegszázalékig terjedő, előnyösen 1-3 tömegszázalékos szervetlen savval, mint kénsavval vagy valamilyen szerves savval, mint ecetsavval) megsavanyítjuk;

(3) a sav eltávolítása céljából egyszer vagy többször vízzel mossuk; az utolsó mosóvíz adott esetben kissé lúgos puhítószert tartalmazhat a sav utolsó nyomainak eltávolítására; és (4) a gyapotot például légszárítóban vagy egyéb szokásos módon 15-20 percig körülbelül 120 °C-on szárítjuk.

Hasonló körülmények és berendezés alkalmas(ak) a liocellás szálakra is.

Igen meglepő, hogy a mesterséges liocellás cellulózszálak megfelelő módon kezelhetők erős lúggal mercerizálási eljárás során. A többi szintetikus cellulózszál, például a viszkózselyem és a rézammónium műselyem szál ilyen körülmények között erősen károsodik.

A találmány szerinti eljárással kezelt liocellás szálak ezt követően az ismert cellulóz színezékekkel ismert módon színezhetők. A találmány szerinti eljárással kezelt szálakat tartalmazó színezett liocellás textíliának jó színtulajdonságai vannak, és az ismételt mosás után is megtartja jó színtulajdonságait. Az ilyen textília sokkal kevésbé „dereseden” megjelenésű, mint az a textília, amelyet ugyanilyen módon kezelünk, de nem vetjük alá a találmány szerinti mercerizáló kezelésnek.

Ismeretesek - például a WO 8200164 számú leírásból - olyan eljárások, melyek során a liocellás szálat különféle vegyszerekkel, például térhálósító szerekkel kezelik, ezáltal csökkentik a szál fibrillálódását vagy fibrillálódási hajlamát. Az ilyen eljárások általában javítják a szálak színtulajdonságait. Az ilyen, ismert eljárásoknak meglehet azonban az a hátránya, hogy ez a javító hatás nem tartós. így például a szálak színe ismételt mosás során romolhat. Továbbá az ilyen ismert módszerek károsíthatják a szál színezhetőségét és fizikai tulajdonságait. A találmány szerinti eljárásnak az ismert eljárásokkal szemben az az előnye, hogy a színtulajdonságok javulása ismételt mosási ciklusok után is megmarad; hogy a mercerizált szálnak jó a színezhetősége; és, hogy a mercerizált szálnak jók a fizikai tulajdonságai. A találmány szerinti módszerrel kezelt, liocellás szálakat tartalmazó liocellás textília különösképpen felmutatja a liocellás textilanyagok jellegzetes, vonzó, lágyan eső, puha érzetét.

A találmány szerinti eljárással biztosított, színtulajdonságokbeli javulás okai teljesen nem ismertek. A nem mercerizált liocellás textilanyagminták mikroszkóp alatt igen hasonlók, különösen fibrillációs fokuk tekintetében, feltéve, hogy azokat különben ugyanolyan módon kezeltük.

A találmány szerinti eljárással kezelt liocellás szál vagy textília, különösen a textília a fibrilláknak a textíliából történő eltávolítása érdekében ismert módon vizes cellulóz-enzimoldattal kezelhető. A kereskedelemben sokfajta, cellulóz textíliák kezelésére alkalmas cellulózkészítmény kapható. A mercerizálás általában keményíti a cellulóz textíliák fogását. Meglepő módon azt találtuk, hogy a cellulózos kezelés nemvárt, nagymértékben javítja a liocellás textília fogását.

A liocellás szálak és textíliák fibrillálódási foka a következő vizsgálati módszerrel határozható meg: Vizsgálati módszer (a fibrillálódás meghatározása)

Nincsen általánosan elfogadott szabvány a fibrillálódás meghatározására, a következő módszert a fibrillációs index (F. I.) mérésére használtuk. A szálmintákat növekvő fibrillációfokú sorban helyeztük el. Ezután lemértünk minden mintából egy standard szálhosszúságot és megszámoltuk e standardhosszúság mentén a fibrillákat (a szál főtestéből kinyúló, finom szálacskákat). Mindegyik szálacskának lemértük a hosszát és minden szálra vonatkozóan meghatároztunk egy önkényes számot, ami a szálacskák számának és mindegyik szál átlagos hosszának a szorzata. A legnagyobb szorzatértéket a legfibrilláltabb szálnak fogadtuk el, és annak fibrillációs indexét 10-nek vettük. A teljesen fibrillálatlan szál fibrillációs indexét zérusnak minősítettük, és a többi szálat egyenletesen O-tól 10-ig teijedő fibrillációs indexsorba soroltuk be mikroszkóposán mért önkényes számokkal.

A lemért szálakból azután egy standardfokozatú skálát állítottunk fel. A többi szálminta fibrillációs indexének meghatározása céljából öt vagy tíz ilyen szálat mikroszkóp alatt vizuálisan összehasonlítottunk a besorolt, standard szálakkal. A vizuálisan meghatározott számokat ezután átlagoltuk és így állapítottuk meg a vizsgált minta fibrillációs indexét. Meg kell jegyeznünk, hogy a vizuális meghatározás és az átlagolás sokkalta gyorsabb, mint a mérés és úgy találtuk, hogy a gyakorlattal rendelkező száltechnológusok ilyen fajta szálminősítése egymással egyezik.

A fibrillációs indexet a textília felületéről kihúzott szálakon határozzuk meg. A körülbelül 2,0-2,5 F. I.értékű szövött és hurkolt textíliákat mutatós megjelenésűnek találtuk.

A találmányt a következő példák szemléltetik, amelyekben - ha ezt másként nem jelezzük - a részek és arányok tömegrészt, illetve -arányt jelentenek.

1. példa

100%-os Tercel 20 texes 1,7 dtexes szálfonalból szövött 2x1 köpper textíliát állítottunk elő nyitott szélességben nátrium-karbonáttal és egy anionos detergenssel 90 °C-on végzett mosás és 140 °C-on végzett kamrás szárítás útján. A Tencel a Courtaulda Fibres (Holdings) Limited cég védjegyzett liocellás termék elnevezése. Ezt a mercerizálás céljából szobahőmérsékleten 45 másodpercre 14%-os vizes nátrium-hidroxid-oldatba merítettük és mángoroltuk, amíg 70% többlettömeget vett fel. A textíliát vízben, 95 °C-on kiöblítettük, 1 ml/1 ecetsavat tartalmazó vízben ismét kiöblítettük és megszárítottuk.

Ezt a kezelt (mercerizált) textíliát egy nem kezelt darab textíliával együtt egy forgó, laboratóriumi festőgép3

HU 220 180 Β ben színeztük meg, egy olyan fürdőben 80 °C-on, amely 4% Procion Blue HE-GN színezéket (a Procion a Zeneca plc. cég védjegye), 80 g/1 glaubersót és 20 g/1 nátrium-karbonátot tartalmazott. A kezelt textília mélyebb árnyalatúra színeződött, mint a nem kezelt.

A két textilanyag-darabot ezután 60 °C-on mostuk és buktatókészülékben összesen ötször mostuk. A kezelt textíliadarab megjelenése lényegesen kevésbé volt „deres”, mint a nem kezelt darabé. A mikroszkóp alatt a kezelt minta szálacskái rövidebbnek tűntek, mint a kontrollmintáé és úgy tűnt, hogy azok a szál főrészéhez tapadnak.

A textíliadarabból szálmintákat vettünk ki és azok fibrillációs indexét a fentiekben leírt vizsgálati módszerrel megvizsgáltuk. A nem kezelt, kontroll textilanyag szálainak és a kezelt textilanyag szálainak F. I.értéke 5,2, illetve 3,1 volt. A mercerizált textília megjelenése a viszonylag nagy F. I.-érték ellenére kielégítő volt.

2. példa

Egy darab, az 1. példában használt Tencel textilanyagot az 1. példában leírt módon kezeltünk (mercerizáltunk) és színeztünk meg azzal a különbséggel, hogy 25%-os nátrium-hidroxid-oldatot használtunk. A kezelt anyagot és a kezeletlen kontrollanyag darabot egyszer mostuk és ezután azt találtuk, hogy a kezeletlen darab jobban fibrillálódott. A két textíliadarabot ezután olyan vizes oldatba merítettük, ami 3 ml/1 Primafast^R 100-at (a Genencor cégtől beszerezhető cellulózkészítményt) tartalmazott 5,0-ös pH-nál, 60 percre, 55 °C-on, hogy a szálacskákat eltávolítsuk, majd leöblítettük és szárítottuk. A két textíliadarabot ezután ötször mostuk az 1. példában leírt módon. A mindkét textíliadarabból kivett szálak F. I.-értéke 2,0 volt. A kezelt anyagnak a megjelenése azonban sokkal tisztább és kevésbé volt deres, mint a nem kezelt mintáé. Mindkét minta tapintása igen puha, „őszibarack”-szerű volt. A mercerizált és cellulózzal kezelt minta tapintása sokkal puhább volt, mint a cellulózzal nem kezelt mintáé.

Claims (4)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Szálkezelési eljárás liocellás szálak színtulajdonságainak javítására azzal jellemezve, hogy a szálakat mercerizáljuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy liocellás textíliákban lévő liocellás szálakat mercerizálunk.
3. 3. Az 1, vagy 2. igénypont szerinti eljárás azzal jellemezve, hogy a liocellás szálat a mercerizálást követően cellulóz-enzimoldattal kezeljük.
4. 4. Az előző igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a liocellás szálat az előző eljárási lépéseket követően színezzük.

   Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest A kiadásért felel: Törőcsik Zsuzsanna főosztályvezető-helyettes