NO124176B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte til våtfiksering av aminoplast under anvendelse av særskilte katalysatorer.

Ved foredling av tekstiler og andre

fiberstoffer med aminoplast blir disse som regel fuktet og tørket med en vandig opp-løsning av aminaldehydkondensasjonspro-dukter. Da bare tørking for det meste ikke er tilstrekkelig for å oppnå den ønskede virkning, herdes det deretter ved forhøyet temperatur. Ved tørrherdning dannes det vannuoppløselige produkter under samtidig vidtgående endring av de impregnerte fibrers egenskaper. Nedsettelsen av evnen til å oppta vann og svellbarheten for fibrene, bevirker bedre formbestandighet,

krøllfrihet og andre foredlingsvirkninger. Samtidig minskes,resp. helt oppheves farv-barheten med direktfarvestoffer. De mekaniske egenskaper, slik som tørr- og våt-rivefasthet nedsettes mer eller mindre sterkt, særlig ved produkter av naturlig cellulosesfibre.

Istedetfor ved tørrherdning kan man

overføre aminoplast på fibrene i uoppløse-lig tilstand også uten på forhånd å tørke, resp. uten l>elt å fjerne det vann som stammer fra impregneroppløsningen, og som holdes tilbake av fibrene inntil full-stendiggjørelse av harpikskondensasjonen, således at kondensasjonen går for seg i nærvær av vann som stammer fra impreg-neringsoppløsningen. Ved denne art fiksering som — til forskjell fra tørrherd-ning — betegnes som våtfiksering, finner det sted et helt annet reaksjonsforløp. De reaksjoner som fører til nedsettelse av

svellbarhet, trenges tilbake ved nærvær av vann, og aminoplastene blir uoppløselige, uten at fiberegenskapene på lignende må-

te som ved tørrherdning forandres. Farv-barheten med direktfarvestoffer forandres ikke, de mekaniske egenskaper for fibrene blir ikke dårligere, det inntrer en frem-ragende beskyttelse mot mikroorganisme for det uteblir slike foredlingseffekter som beror på en minskning av vannopptak, resp. svellbarhet. Det består dermed grunn-leggende forskjeller både med hensyn til reaksjonsforløpet som med hensyn til den tilstrebte foredlingseffekt alt ettersom det arbeides med tørrherdning eller med våtfiksering.

Både tørrherdningen og våtfikseringen forløper hurtigere ved en lavere pH-verdi, hvorfor det for påskynnelse av kondensasjonen medanvendes et surt, resp. potensielt surt stoff som katalysator.

Ved sur reaksjon går det for seg en langsom kondensasjon av aminoplasten allerede i impregneringsoppløsningen, således at deres sammensetning ikke blir konstant. For det meste arbeides det derfor med potensielt sure saltkatalysatorer som først medfører en sur reaksjon under herdningen ved omsetningen med formaldehyd. Den samme omsetning går imidlertid, selv om langsommere, for seg i impreg-neroppløsningen, således at den siste blir bruksegnet bare en relativt kort tid. De mest stabile bad gir slike katalysatorer som hverken er sure eller danner surt-reagerende stoffer med formaldehyd og først ved konsentrering under tørkningen fremkaller en sur reaksjon, enten ved dannelse av sterkt komplekse syrer, eller ved termisk spaltning. Den siste type katalysatorer, som med godt resultat kan anvendes ved vanlige tørrherdere, er lite egnet for våtfikseringen i nærvær av vann.

Da i praksis i alle tilfelle katalysator-tilsetningen fører til en meget uønsket nedsettelse av stabiliteten for impregne-ringsoppløsningen, anbefales det vanligvis å tilsette denne umiddelbart før bruken av impregneringsoppløsningen.

Hittil ble det i tekstilindustrien hoved-sakelig arbeidet med tørrherdning. Kunst-harpiksappreturer ble nesten utelukkende foretatt på vevninger, og impregnering for det meste på foulard. Ved denne arbeids-måte er det tilstrekkelig med en badstabi-litet på få timer, da impregneringsbadene hurtig forbrukes, resp. kontinuerlig opp-friskes. I nyere tid er fordelene ved våtfiksering for særskilte anvendelsesformål anerkjent. Således gjøres f. eks. bomullsgarn for fremstilling av fiskegarn under våtfiksering med melaminharpiks forråt-nelsesfast, en anvendelse for hvilken tørr-herdning er uegnet. I motsetning til vev-ningsimpregnering med tørrherdning, er det ønskelig å kunne utføre våtfikseringen ofte med garn eller løse fibere i farveappa-ratet med langt større badforhold. Slike anvendelser i stort badforhold kan da bare gjøres økonomisk når impregneringsbadene er tilstrekkelig stabile og stadig kan bru-kes igjen i et lengere tidsrom. Den utslags-givende betydning av badstabiliteten stil-ler krav til de katalysatorer som anvendes for våtfikseringen, hvilke ikke oppfylles av de stoffer som ble anvendt for tørrherdnin-gen. Arbeidet med sure bad kommer for våtfikseringen på grunn av den varige for-andring av impregneringsoppløsningen ba-re unntaksvis i betraktning. Anvendelsen av potensielt sure saltkatalysatorer hvis virkning beror på en omsetning med formaldehyd, er i og for seg mulig, men kommer neppe i betraktning for arbeidet med stående bad under oppbevarelse av im-pregneringsoppløsningen utover en ar-beidsdag. Katalysatorene fra den tredje av de ovenfor nevnte grupper, hvis virkning beror på en dannelse av komplekse syrer ved tørkning eller på en termisk spaltning av den vannfri katalysator ved tørrherd-ning er så å si definisjonsmessig uegnet for våtfiksering uten forutgående tørk-ning. Det må derfor søkes etter nye mu-ligheter som ligger utenfor det som hittil har vært kjent for tørrherdning.

Det ble nu funnet at slike stoffer, som i vannfri tilstand er stabile, ved tilsetning

til harpiksoppløsningen ikke fremkaller noen sur reaksjon i denne, og i vandig oppløsning ved romtemperatur bare lang-

somt forandres, men ved forhøyet temperatur, hydrolyseres av vann under avspalt-ning av syre, resp. surt reagerende stoffer, oppfyller de fordringer som stilles til katalysatorer for våtfiksering. Gjenstanden for foreliggende oppfinnelse er derfor en fremgangsmåte til våtfiksering av herdbare aminoplast for fiberstoffer ved for-høyet temperatur som er karakterisert ved at man som katalysatorer anvender estere av flerverdige alkoholer eller flerverdige syrer, hvilke har de nettopp beskrevne egenskaper og hvis oppløselighet i vann ennu er tilstrekkelig høy til å opptas i den nødvendige konsentrasjon av aminoplast-badet. Som slike skal f. eks. nevnes deace-tin, monoklorhydrin, diklorhydrin, glykol-diacetat, glykolmetyleteracetat, dietyltar-trat. For tørrherdningen er de nevnte katalysatorer i alminnelighet ikke egnet, da deres virkning beror på hydrolyse ved til-stedeværende vann under fikseringen ved forhøyet temperatur og de ved tørrherd-ningen ikke er i stand til å fremkalle den nødvendige lave pH.

Under begrepet herdbare aminoplast-som kan anvendes for impregneringsfrem-gangsmåten, skal forståes både vannopp-løselige og begrenset vannoppløselige herdbare eventuelt foretrete karbamid-og mela-minharpikser som fåes på i og for seg kjent måte ved kondensasjon av formaldehyd med forbindelser slik som f. eks. urinstoff, . tiourinstoff, cyanamid, dicyandiamid, bigu-anid, melamin, formoguanamin.acetogua-namin o.s.v. samt blandinger av slike forbindelser med hverandre, videre deres al-kyl- og acylforbindelser. Særlig gode resultater fåes ved anvendelse av ennu vann-oppløselig kondensasjonsprodukter av melamin og formaldehyd.

Med begrenset vannoppløselig kondensasjonsprodukter skal forståes slike kollo-dale mellomtrinn som oppstår først med fortsettelse av kondensasjonen utover det krystallinske metyloltrinn. De karakterise-res ved at de utfelles fra sine konsentrerte vandige oppløsninger ved vanntilsetning.

De ubegrenset vannoppløselige kondensasjonsprodukter anvendes i form av vanndige oppløsninger, mens de begrenset vannoppløselige fortrinnsvis anvendes i form av emulsjoner.

Badene for impregneringen inneholder fordelaktig ca. 5—15 pst. aminoplast, enten i oppløsning eller i emulsjon. Impregneringen foretas hensiktsmessig på den måte at aminoplasten kommer over på fibrene i en mengde på ca. 4—10 pst. av fibervek-ten, idet de angitte mengder også kan over- eller underskrides. Som regel tilsettes 5—10 pst. katalysator av vekten av det anvendte aminoplast.

De bruksferdige impregneringsoppløs-ninger som er tilsatt katalysator, innstilles fortrinnsvis således at de oppviser en svakt alkalisk pH, hvortil det ved arbeide med svakt alkalisk aminoplast og nøytrale katalysatorer normalt ikke behøves noen særlig tilsetning. Badene er ved denne pH holdbar i flere dager. Da det imidlertid også ved romtemperatur finner sted en langsom hydrolyse av katalysatoren i vandig oppløsning, avtar alkaliteten litt etter litt med tiden. Det er derfor hensiktsmessig å sørge for at pH-verdien ikke synker under 7.2, da badenes stabilitet allerede ved denne hydrogen-ionekonsentrasjon som fremdeles ligger på den alkaliske side avtar raskt således at de blir ubrukbare i løpet av kort tid. Ved små tilsetninger av natrium-karbonat eller andre alkaliske forbindelser kan den synkning i pH-verdien som følger efter flere timer eller dager lett kompen-seres igjen. Samtidig må imidlertid tilsettes en mengde frisk katalysator som er ekvivalent med alkalitilsetningen for at dennes fulle virkning skal bibeholdes. På denne måte kan impregneringsbad anvendes i meget lange tidsrom. Videre kan det også anvendes konsentrerte behandlings-bad slik som vanlig.

Impregneringen kan foretas ifølge de vanlige fremgangsmåter og under anvendelse av de vanlige anordninger.

Fikseringen av aminoplastene foretas fortrinnsvis helt uten tørkning av det impregnerte fibermateriale. En delvis tørk-ning av dette før eller under fikseringsfor-løpet er mulig, forutsatt at tørkningen fo-regår jevnt uten forstyrrende vandring av kondensasjonsproduktet. Den enkleste ut-førelse består deri at fibermaterialet som er impregnert med en oppløsning eller emulsjon efter vridning eller sentrifuge-ring, d.v.s. efter mekanisk fjernelse av over-skudd av badvæske uten å tørkes, og under hindring av en for tidlig uttørkning, opp-bevares lengere tid ved forhøyet temperatur. Det tidsrom som materialet skal lag-res i, er avhengig av på den ene side det anvendte aminoplast, og reaksjonsfremme-re, og på den annen side av lagringstempe-raturen. Temperaturen velges således at katalysatorens hydrolyse forløper med tilstrekkelig stor hastighet. Det har vist seg fordelaktig å lagre det impregnerte fibermateriale i et lukket kar fordi en for tidlig uttørkning hindres av seg selv på denne måte. Meget hensiktsmessig er også anvendelsen av direkte vanndamp, eventuelt under trykk, som varmekilde.

Impregneringen av cellulosefiberstof-fene med etterfølgende våtfiksering av aminoplastene kan foretas på et vilkårlig forarbeidelsesstadium, f. eks. på løst mate-riale, garn, vevning eller ferdig vare. De cellulosefibre som anvendes for foredlingen kan bestå av naturlig mercerisert eller re-generert cellulose.

Eksempel 1.

Tre 10 grams strenger av bommulls-garn ble impregnert med en oppløsning som inneholdt 100 g av et ubegrenset vann-oppløselig melamin, formaldehyd-konden-sasjonsprodukt av 1 mol melamin og ca. 2 mol formaldehyd og 5 g diklorhydrid pr. liter, og sentrifugert enkeltvis i en labora-toriumsentrifuge i perforerte metallbegere. Derefter ble en streng tørket og herdet i 6 min. ved 140° (streng nr. 1), de andre to ble våtfiksert uten å tørkes og streng nr.

2 da ved lagring natten over i termostat

ved 80° i lukket glassrør, og streng nr. 3 ved opphetning i autoklav i en time ved 130°. For å unngå lokal tørkning på berø-ringsstedene med karveggene, ble garn-strengene beskyttet under våtfikseringen ved innvikling i våte medimpregnerte stoff-strimler.

Den oppnådde harpiksfiksering ble be-stemt ved nitrogenbestemmelser før og efter en halv times kokning av de behand-lede fibre i destillert vann. De erholdte ni-trogenverdier og de derav beregnede pro-sentuale deler av kokeekte fiksert harpiks, er sammenstillet i det følgende avsnitt.

Ved anvendelse av monoklorhydrin, diacetin, glykoletyl-eteracetat eller glykolmetyleteracetat i stedet for diklorhydrin ifølge den samme forskrift, erholdtes fullstendig analoge resultater. Ved våtfikseringen utgjorde kokeekte fiksert harpiksandel i alle titlfelle over 90 pst., mens det ved tørr-herdning praktisk talt ikke fant sted noen kokeekte fiksering.

For prøvning av badstabiliteten ble noe mere konsentrerte oppløsninger som inneholdt 120 g av det samme melamin-formaldehyd-kondensasjonsprodukt og 6 g av den nevnte katalysator pr. liter hensatt i lengere tid ved romtemperatur. Endringen av hydrogenionekonsentrasjonen for de kata-lysatorholdige oppløsninger ble undersøkt ved hjelp av det sveitsiske Impf- und Se-ruminstituts jonoskop inntil den opprinne-lige pH-verdi som utgjorde 7.8 til 8 var sunket' til 7.2. Dette er det kritiske punkt ved hvilket det er nødvendig med alkaliske tilsetninger hvis det ikke skal finne sted en rask endring av badegenskapene, hvilket viser seg ved en tiltagende uklarhet og senere utflokning eller gelatinering. Uten noen synlig endring av badet varte det ved anvendelse av mono- eller diklorhydrin 3, av diacetin 4 og ved de øvrige to katalysatorer 5 dager inntil den kritiske pH-verdi på 7,2 ble oppnådd.

Eksempel 2.

En vandig oppløsning som pr. liter inneholdt 110 g av et ubegrenset vannopplø-selig melaminformaldehyd-kondensasjons-produkt av 1 mol melamin og ca. 2 mol formaldehyd, tilsattes 5,5 g pr. liter diacetin som katalysator og 1 g pr. liter av et ikke-ionogent fuktemiddel. Den oppløsning ble anvendt for forråtnelsesekte appretering av bomullsgarn, som ble impregnert på krysspoler i farveapparat, derefter centri-fugert og uten forutgående tørkning ble våtfiksert ved hjelp av dampbehandling ved 130° i iy2 time i trykkar.

Ved eftertilsetning av en oppløsning som inneholdt 135 g av det samme mela-minf ormaldehyd-kondensasjonsprodukt, 5.5 g diacetin og 1 g fuktemiddel pr. liter ble forbruket av impregneringsvæske og konsentrasjonsenkningen som kan tilbake-føres på en viss substantivitet utjevnet, og impregneringsoppløsningen ble anvendt på-ny for behandling av videre garnpartier. Ved slutten av arbeidsdagen ble impregne-ringsoppløsningen hensatt i en forrådsbe-holder og stabilisert ved tilsetning av 3.3 g soda pr. liter. Ved impregneringen noen dager senere ble den samme impregnerings-oppløsning anvendt påny, efter at det var friskt tilsatt 5.5 g diacetin pr. liter.

Alle gjennomførte impregneringer vi-ste seg ved kokeprøve som utmerket fiksert og den forråtnelsesekte appretering var fullstendig vannbestandig.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til våtfiksering av aminoplast på fiberstoffer ved forhøyet temperatur, f. eks. 80—130° C, karakterisert ved at det som katalysatorer anvendes ved vanlig temperatur stabile estere av flerverdige alkoholer eller estere av flerverdige syrer, hvis oppløselighet. i vann ennå er tilstrekkelig høy til å opptas i den nødvendige konsentrasjon av aminoplast-badet og som ikke fremkaller noen sur reaksjon i dette, men ved forhøyet temperatur hydrolyseres av vann under avspalt-ning av syre.