Bekanntlich werden Textilien und insbesondere solche auf Cellulosebasis mit Reaktionsprodukten von Harnstoff, Melamin u. dgl. mit Aldehyden und insbesondere Formaldehyd, nämlich den sogenannten Aminoplasten, behandelt, um die Knitterfestigkeit, die Masshaltigkeit beim Waschen und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Mikroorganismen zu verbessern. und um der Oberfläche ein anderes Aussehen zu geben oder neuartige Effekte hervorzurufen. Die Aminoplaste werden auf die Textilien aufgebracht und dann gehärtet. wobei die Cellulose mit dem Aminoplast oder die Aminoplastmoleküle untereinander reagieren. Die Art und Weise der Reaktion hängt von der betreffenden Art des verwendeten Aminoplastes und den Härtebedingungen ab.
Das Härten kann auf verschiedene Weise erfolgen; meist wird jedoch in Gegenwart von sauren, katalytisch wirkenden Substanzen bei Temperaturen von 150 und höher gehärtet.
Bei den Harnstoff-Formaldehyd-Aminoplasten werden die imprägnierten Textilien manchmal auch nur in Gegenwart eines Ammoniumsalzes getrocknet. Das Härten ist nach einer längeren Aufbewahrungszeit des behandelten Stoffes, z. B.
nach 30 Tagen oder mehr, beendet. Bei einem anderen Härteverfahren mit Aminoplasten wird auf nassem Wege gearbeitet, und zwar entweder längere Zeit bei Zimmertemperatur oder gelinde erhöhter Temperatur.
Die meisten behandelten Textilien werden jedoch gewöhnlich bei höheren Temperaturen gehärtet; dieses trifft auch für die meisten Aminoplaste zu. In vielen Fällen erfordert die grosse Arbeitsgeschwindigkeit kurze Härtungszeiten, wodurch eine genauere Kontrolle der Eigenschaften der derart behandelten Textilien erreicht wird. Hierbei treten jedoch einige Nachteile auf, und zwar insbesondere ein Verlust der Festigkeitseigenschaften wie Reissfestigkeit, Zugfestigkeit und Abriebfestigkeit.
Ein derartiges Verfahren ist z. B. in der britischen Patentschrift Nr. 456 307 beschrieben, das allerdings zum Erzielen einer ausgeprägten und dauerhaften Knitterfestigkeit bestimmt ist. Diese wird beim Verfahren der genannten Patentschrift auch tatsächlich erzielt, aber eben unter erheblichen Festigkeitsverlusten.
Für Verrottungsecht-Ausrüstungen ist dies ein erheblicher Nachteil, weil es in diesem Zusammenhang in der Praxis meist um Textilmaterialien geht, die neben den zur Verrottung führenden Einflüssen, wie lang einwirkende Feuchtigkeit, ungenügender Luftzutritt u. dgl., auch erheblichen mechanischen Einwirkungen ausgesetzt sind, wie z. B. Zeltbahnen und ähnliche Textilwaren.
Das Härten nach dem nassen Verfahren, wie es in der USA-Patentschrift Nr. 2 763 574 beschrieben ist, wird in erster Linie zum Fixieren von polymeren Melaminverbindungen in oder auf Zellulosetextilien verwendet. Bei diesem Verfahren müssen leichte imprägnierte Textilien mindestens 8 Minuten und schwerere Stoffe noch länger einer Dampfbehandlung ausgesetzt werden. Die Härtung erfolgt dabei absatzweise. Der Stoff wird dabei z. B. auf Walzen aufgerollt und mindestens einen oder mehrere Tage feucht gehalten.
Hierbei muss ein Austrocknen verhindert werden, indem man z. B. die aufgerollten Ballen in wasserdichtes Material einschlägt. Wenn der Stoff vor dem nassen Härten trocknet, erhöht sich die Möglichkeit, dass eine trockene Härtung eintritt. Ein kontinuierliches Arbeiten, auch wenn spezielle Anlagen verwendet würden, wäre aus wirtschaftlichen Gründen nichttragbar, da der Ausstoss im allgemeinen um einen Faktor von mindestens 10 oder mehr verringert werden würde.
(Beispielsweise beträgt die normale Verweilzeit in einem Farbdämpfer bei mittelschweren Textilien 30 sec; eine Steigerung der Verweilzeit auf 10 min verringert die Ausstossleistung des Dämpfers um einen Faktor von 20.) Aus diesen Gründen ist ein kontinuierliches Behandeln des Stoffes nach dem genannten Verfahren mit grossen Geschwindigkeiten unmöglich.
Das Verfahren der Erfindung ermöglicht ein kontinuierliches Verfahren zum Verrottungsecht-Ausrüsten, das die erwähnten Nachteile des oben beschriebenen Standes der Technik vermeidet, d. h. Festigkeitsverlust bzw. lange Behandlungsdauer. Dabei ist das erfindungsgemässe Verfahren kontinuierlich und kann mit grossen Ausstossgeschwindigkeiten auf üblichen Anlagen durchgeführt werden. Bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Festigkeitseigenschaften nur wenig oder gar nicht beeinflusst, und es wird auch kein Versteifen des Stoffes wie beim trockenen Härten beobachtet. Die erfindungsgemäss verrottungsecht ausgerüsteten Textilien sind schrumpfbeständig und zeigen eine gewisse Knitterfestigkeit.
Das Verfahren der Erfindung erfolgt durch Aufbringen einer mindestens einen Aminoplasten und ein Härtemittel enthaltenden wässrigen Flüssigkeit und anschliessendem Fixieren des Aminoplasten durch Erwärmen des Textilgutes vor dem Trocknen, und ist dadurch gekennzeichnet, dass man als Härtemittel ein'synergistisch wirkendes Gemisch aus mindestens einer Säure mit einer Dissoziationskonstante von mehr als 10-6 6 und mindestens einem in wässrigem Medium sauer reagierenden Ammonium-, Amin- oder Metallsalz einer organischen oder anorganischen Säure verwendet.
Die imprägnierten Textilien werden beispielsweise mit Dampf in noch feuchtem Zustand erwärmt und können dann gewaschen und getrocknet werden. Man kann auch die Härtung so durchführen, dass man das Material nur bei gering erhöhten Temperaturen, z. B. von 1200 oder weniger, trocknet, wobei Sorge dafür getragen werden muss, dass das Material nicht übermässig erhitzt wird. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass die überaus aktiven Katalysatoren die Härtung der Aminoplasten beim Dämpfen oder Trocknen bei gemässigten Temperaturen beschleunigen, dass sie aber nicht die Stabilität der Lösungen oder Dispersionen der Aminoplaste bei Zimmertemperatur oder gering erhöhter Temperatur wesentlich stören oder nicht mehr stören als die beim nassen Härten bislang verwendeten Katalysatorsysteme.
Die erfindungsgemäss verwendeten Aminoplaste umfassen Reaktionsprodukte von stickstoffhaltigen Basen mit Aldehyden, welche entweder in Wasser löslich oder in Wasser dispergierbar sind. Typische stickstoffhaltige Basen sind Melamin, Guanamine und andere Triazine, Harnstoff, Äthylenharnstoff, Propylenharnstoff, Thioharnstoff, Guanidin, Biuret, Dicyandiamid, Urone und zahlreiche Derivate derselben, wie auch zyklische Imine und Äthylenimin und Propylenimin. Die Aldehyde gehören zu der Gruppe von Verbindungen, welche in Wasser lösliche oder dispergierbare Kondensationsprodukte mit stickstoffhaltigen Basen bilden, wobei jedoch Formaldehyd bevorzugt wird. Die Aminoplaste können völlig oder teilweise mit Methyl- oder Äthylalkohol oder anderen höheren Alkoholen veräthert werden. Es können auch Gemische aus Aminoplasten verwendet werden.
Schliesslich können noch Kombinationen von Aminoplasten mit zahlreichen Modifizierungsmitteln wie mit wasserabstossenden Mitteln, Stoffen zum Feuerfestmachen, Weichmachungsmitteln, Beizen und Farben verwendet werden, vorausgesetzt, dass diese die Umsetzung mit den Aminoplasten nicht stören. Die Aminoplaste können sich so umsetzen, dass sie sich wiederholende Einheiten bilden, oder dass sie mit anderen Substanzen reagieren, wie Hydroxylgruppen, stickstoffhaltige Reste, Thio- oder Oxyranreste enthalten. Es wurde festgestellt, dass Verbindungen, welche diese Reste enthalten, einen sekundären synergistischen Effekt ergeben können. Beispielsweise wurde festgestellt, dass epoxydierte Triglyzeride eine erheblich höhere Fixierung des Aminoplasten in und an der Faserunterlage hervorrufen.
Die Härtemittel enthalten eine saure Komponente und ein Salz. Die saure Komponente kann aus einer oder mehreren mono-, di- oder polybasischen Säuren, und zwar organischen oder Mineralsäuren, bestehen, welche bei den primären Säuren nicht schwächer sauer als Essigsäure sind oder welche, anders ausgedrückt, eine Dissoziationskonstante bei Zimmertemperatur besitzen, die nicht kleiner als 10-6 ist.
Geeignete Säuren sind unter anderem Ameisensäure, Sulfamsäure, Glykolsäure, Oxalsäure, Zitronensäure, Diglykolsäure, Weinsäure, Schwefligsäure und Orthophosphorsäure. Diese Säuren werden bevorzugt, da sie preisgünstig, leicht erhältlich, leicht zu handhaben u. dgl. sind, jedoch können auch andere Säuren aus diesem Bereich verwendet werden. Ameisensäure ist besonders geeignet.
Als Salzkomponente wird ein Ammoniumsalz, ein Amin oder ein Metallsalz einer organischen oder anorganischen Säure verwendet, welches in wässrigem Medium bei Zimmertemperatur oder erhöhter Temperatur sauer reagiert. Hierzu gehören auch Kombinationen von Salzen, die in isoliertem Zustand keine saure Reaktion zeigen, aber in Kombination mit anderen Salzen die Eigenschaften der Kombination nicht so ändern, dass eine saure Reaktion bei Zimmertemperatur oder erhöhten Temperaturen verhindert wird. Beispielsweise können als Salze die Ammonium-, Amin- und Metallsalze der Salzsäure und anderer Halogensäuren, der Schwefelsäure, der Thioschefelsäure, der schwefligen Säure, der Sulfamsäure, der Phosphorsäure, der phosphorigen Säure, der Fluorborsäure, der Salpetersäure, der salpetrigen Säure, der Carbonsäure und der Sulfonsäuren entweder allein oder in Kombination verwendet werden.
Beispielsweise können wegen der niedrigen Kosten und leichten Verfügbarkeit Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumsulfit, Ammoniumbisulfit, Ammoniumthiosulfat, Ammoniumdihydrogenphosphat, Diammoniumphosphat, Ammoniumsulfamat, Ammoniumnitrat, Ammoniumacetat, Ammoniumcitrat, 2-Aminopropanol-hydrochlorid, Magnesiumchlorid, Magnesiumsulfat, Magnesiumdihydrogenphosphat, Aluminiumchlorid, Aluminiumacetat, Aluminiumsulfat, Zinkchlorid, Zinkacetat, Zinknitrat, Zinkfluoborat, Calciumchlorid, Bariumchlorid, Ferrichlorid, Stannichlorid und Chromchlorid verwendet werden. Dieses zeigt, dass eine zahlreiche Vielfalt von Salzen bei dem erfindungsgemässen Verfahren mit Vorteil eingesetzt werden kann. Magnesiumchlorid wird jedoch besonders bevorzugt.
Als Textilien können unter anderem solche aus natürlichen und regenerierten Zellulosefasern oder aus Fasergemischen mit anderen Fasern, synthetischen Fasern und Gemischen mit anderen Fasern wie u. a. Polyamiden, Polyestern, Polyolefinen, Acrylsäurefasern oder anderen synthetischen Fasern verwendet werden, ferner aus tierischen Fasern einschliesslich Wolle und pflanzlichen Fasern, wobei die Fasern natürlich vorkommen können oder aus nichtfasrigen Bestandteilen erzeugt werden.
Als Textilien kommen alle Textilprodukte in Frage, bei denen der Hauptkörper aus einem flachen aus Fäden bestehenden Material besteht, und zwar unter anderem gewebte, gestrickte, nichtgewebte und ähnlich zusammengesetzte Textilien, Garne, Fäden und ähnliche Fasergebilde, die entweder versponnen, getwistet, gezwirnt oder auf andere Weise vorbehandelt sind, wie z. B. nebeneinanderliegende Fäden, Rovings und andere Faseranordnungen in geordneter oder ungeordneter oder gehäufter Anordnung. Ferner gehören hierzu Papier und andere Papierprodukte aus natürlichen oder synthetischen fasrigen Materialien.
Die Katalysatormengen reichen von 0,1 bis 4% Säure und von etwa 0,1 bis 4% Salz, bezogen auf das Gewicht der Lösung, obgleich jedoch Konzentrationen ausserhalb dieses Bereiches in einigen Fällen ebenfalls geeignet sein können.
Gewöhnlich werden Säure und Salz jedoch in Mengen von 0,5 bis 1,5 Gew. % eingesetzt.
Zur Durchführung der Behandlung wird das Textilmaterial zuerst mit einer wässrigen Lösung oder Suspension des Aminoplasten und des Katalysators imprägniert, und zwar entweder in einem einzigen Bad oder in mehreren Bädern.
Das Imprägnieren kann durch Eintauchen u. dgl. erfolgen.
Im allgemeinen werden jedoch Aminoplast und Katalysator aus einem einzigen Bad aufgebracht, welches sich bei Zim mertemperatur oder etwas erhöhter Temperatur, jedoch gewöhnlich bei nicht mehr als 50 C, befindet. Die Aufnahme an Aminoplast liegt gewöhnlich bei etwa 1 bis 15 %, bezogen auf das Trockengewicht; es können jedoch auch grössere Mengen in besonderen Fällen aufgenommen werden. Unter bestimmten Bedingungen ist es vorteilhaft, das Aminoplast aus einem und den Katalysator aus einem anderen Bad aufzubringen. Eine derartige Trennung der Komponenten bewirkt eine grössere Lebensdauer des Bades beim Aminoplast und gestattet höhere Arbeitstemperaturen beim Imprägnieren.
Die Höchsttemperatur beim Aminoplast hängt in erster Linie von der Wärmebeständigkeit des eingesetzten Aminoplasten ab; bei einigen Aminoplasten und insbesondere bei solchen, die keine unlöslichen Rückstände in nichtkatalysierten Lösungen bilden, können praktisch alle Arbeitstemperaturen verwendet werden. Für die Katalysatorlösung liegt die Temperatur gewöhnlich bei 82" oder höher; es kann jedoch praktisch jede Temperatur von Zimmertemperatur bis zum Siedepunkt benutzt werden. Nach der Aufbringung des Aminoplasten und Katalysators wird das behandelte Textilmaterial auf eine der drei folgenden Weisen gehärtet:
1. Das behandelte Textilmaterial kann etwa 15 Sekunden oder weniger bis zu 5 Minuten einer Dampfbehandlung unterzogen werden.
Wenn Garne oder Fasern in einem Haufen behandelt werden, kann die Dampfzeit erhöht werden, damit die gesamte Masse tatsächlich einer Dampfbehandlung unterworfen wird. Im allgemeinen wird die Fixiertemperatur bei gewöhnlichen Stoffen jedoch bei etwa 15 bis 90 Sekunden und gewöhnlich bei 30 bis 60 Sekunden liegen, wobei die Dampftemperatur 100" oder mehr und insbesondere 105 bis 1200 betragen kann.
2. Das behandelte Textilmaterial kann einfach getrocknet werden, um eine Härtung hervorzurufen. Vorzugsweise liegt die Trockentemperatur im Bereich von 105 bis 1200 C, obwohl auch Temperaturen ausserhalb dieses Bereiches benutzt werden können. Der wesentliche Gesichtspunkt liegt darin, dass das behandelte Textilmaterial nicht über einen Temperaturbereich von 120 bis 1500 erwärmt wird, da sonst eine Schädigung oder Zerstörung des Gewebes erfolgt. Zeit and Temperatur des Trocknens hängen von den betreffenden Bedingungen der Anlage und der zu behandelnden Textilien ab.
3. Das behandelte Textilmaterial kann dadurch gehärtet werden, dass man es in feuchtem Zustand belässt. Obgleich einer der Hauptvorteile des erfindungsgemässen Verfahrens darin liegt, dass das Verfahren mit grosser Geschwindigkeit und kontinuierlich durchgeführt werden kann, kann es in manchen Fällen vorteilhafter sein, die Textilien absatzweise zu behandeln. In solchen Fällen erfolgt die Härtung in einem Zeitraum von nur 3 Stunden bei 32 bis 38"C, owbohl die Behandlungszeit ohne Schädigung des Textilmaterials verlängert werden kann. Wahlweise kann man auch die Behandlungszeit verringern, wenn man die Temperatur während dieser Behandlungs- oder Lagerzeit steigert.
Nach dem Härten werden die Textilien mit Wasser, gegebenenfalls mit einem oberflächenaktiven Mittel oder anderen Waschilfsmitteln gewaschen und getrocknet. Es ist auch möglich, eine nasse Fixierung mit einem trockenen Härten durchzuführen. Hierdurch werden die Eigenschaften, die durch das nasse Fixieren auftreten, verstärkt, wobei man bei genauer Einhaltung der Arbeitsbedingungen nur wenige oder gar keine schädlichen Wirkungen erhält. Das behandelte Textilmaterial kann dann also einfach bei höherer Temperatur ohne Waschen nach dem nassen Fixieren getrocknet werden, um eine Verbesserung der Eigenschaften allgemein zu erzielen. Wahlweise kann man das Textilmaterial auch nach dem nassen Fixieren waschen, worauf sich die Aufbringung der üblichen Härterbeschleuniger oder Katalysatoren wie z. B.
Ammoniumamin, Magnesium-, Aluminium- und Zinksalze von Salzsäure, Phosphorsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure, Fluorborsäure und anderen Säuren oder einer Säure an sich anschliesst. Um eine Schädigung des trocken gehärteten Materials zu verhindern oder zu verringern, wird das Textilmaterial im allgemeinen nur wie oben angegeben nach Aufbringung des trockenen Härtungsmittels getrocknet, obgleich die Temperaturen und Trocknungszeiten so hoch oder so lang wie möglich sein können, wie es bei derartigen Temperaturen und Zeiten gewünscht wird, die den entsprechenden Behandlungsanlagen und zu behandelnden Textilien angepasst sind.
Ein überraschendes Merkmal des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welchem sich das Textilmaterial nicht nur für einen kurzen Zeitpunkt in Berührung mit der Behandlungslösung befindet wie beispielsweise in Tauchbädern oder Wannen usw., besteht darin, dass sich das Harz auf dem zu behandelnden Textilmaterial erschöpft. Dadurch ist es möglich, die Textilien in einer verhältnismässig niedrigen Konzentration an Aminoplast zu behandeln und eine hohe Konzentration an fixiertem Aminoplast auf dem behandelten Textilmaterial zu erzielen.
Wenn beispielsweise gleiche Garne in einer Wanne mit einer katalysierten Lösung mit einem Gehalt von 4,2% Aminoplast behandelt werden und die Arbeitsbedingungen mit Ausnahme der Temperatur der Behandlungslösung gleich waren, so betrug die durchschnittliche Fixierung von Aminoplast bei Arbeitstemperaturen im Bereich von 27 bis 49" C:
Temperatur Aminoplast fixiert 27"C 5,2% 38"C 7,6% 49"C 9,9%
Auf gleiche Weise beeinflusst die Erschöpfungszeit das Ausmass der Erschöpfung des Harzes, wie es auch andere Faktoren tun, wie z. B. die besondere verwendete Katalysatorkombination, das Aminoplast und die Art der Vorbehandlung des Textilmaterials.
Die Erschöpfungszeiten und -temperaturen werden nur durch die Stabilität der betreffenden Behandlungslösung bestimmt. Das heisst, dass die Zeit und Temperatur der Erschöpfung so vorbestimmt werden, dass eine Ausfällung oder Coagulation des restlichen Aminoplasten in der Lösung nicht auftritt.
Anstelle der Dampfbehandlung kann nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens das gepolsterte (padded) Textilmaterial einschliesslich der Aminoplastlösung oder -dispersion mit oder ohne Säure oder Salz durch eine Lösung eines Salzes, einer Säure oder eine Lösung eines Salzes und einer Säure geführt werden, welche auf erhöhte Temperatur und vorzugsweise auf 82" und höher gehalten wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine nichtkatalysierte Aminoplastlösung oder eine Aminoplastlösung, welche eine Komponente der Säure/Salz-Katalysatorlösung entweder heiss oder kalt enthält, auf ein Textilmaterial aufgebracht, worauf anschliessend das Katalysatorsystem oder die zweite Komponente des Katalysatorsystems heiss oder kalt auf das Textilmaterial aufgebracht wird, welches dann noch gegebenenfalls durch eine Dampfbehandlung weiter fixiert werden kann.
Es wurde eine einfache Methode entwickelt, um das Katalysatorsystem für die nasse Fixierung von Aminoplasten vorher abzuschätzen. Hierbei wird eine abgemessene Menge einer Lösung oder Dispersion des Aminoplasten, welche den betreffenden zu untersuchenden Katalysator enthält, in ein Reagenzglas gegeben, welches sich in einem Wasserbad eines Thermostaten von 82" C befindet. Die zur Kondensation des Aminoplasten erforderliche Zeit, die durch eine Wolkenbildung oder Ausfällung erkennbar ist, wird bei der Temperatur bestimmt, bei welcher eine derartige Wolkenbildung oder Ausfällung auftritt; dieses ist ein Massstab für die katalytische Wirksamkeit des zu untersuchenden Systems. Auf diese Art und Weise wurde beispielsweise die relative Wirksamkeit verschiedener Chloride bei der nassen Fixierung bestimmt.
Bei dieser Versuchsreihe wurde eine Standardlösung eines methylolierten Melaminharzes mit Ameisensäure bzw. unter gleichen Konzentrationen in anderen Behältern mit Ameisensäure und Ammoniumchloriden bzw. Magnesiumchlorid, Zinkchlorid, Aluminiumchlorid und Ferrichlorid bzw. mit Salzsäure katalysiert.
Bei diesem Verfahren wurde festgestellt, dass die relative Reaktionsgeschwindigkeit dieser katalytischen Systeme auf der Basis von Ameisensäure in der folgenden Grössenordnung lag: NH4CI MgC12 > FeCl3 ZnCI2 AICI3 HCOOH > HCI HCOOH HCOOH - HCOOH HCOOH HCOOH
Die relative Reaktionsgeschwindigkeit eines Salzes in diesem System ist jedoch nicht notwendigerweise in Zusammenhang zu bringen mit dem sauren Charakter des Salzes.
Diese Untersuchung gilt nur für solche Aminoplaste, welche unlösliche Polymere bilden. Es wird jedoch mit diesem Versuch ein guter Anhalt gegeben, wie die Katalysatorsysteme auszuwählen sind, und zwar bei Aminoplasten, welche keine unlöslichen Polymere bilden.
Im folgenden soll die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Ein Baumwollköper mit einem Flächengewicht von 298 g je 0,836 m2 wurde entsehlichtet, entfettet, gefärbt und durchgewaschen, von allen Rückständen befreit und anschliessend kontinuierlich durch eine Bütte, eine Dampf- und Waschkammer geführt. In der Bütte befand sich eine wässrige Lösung von
12 % methyloliertes Melamin 1,0% Magnesiumchloridhexahydrat
1,0% Ameisensäure
0,2% Polyäthylenoxyd Kondensationsprodukt mit Nonylphenol (Netzmittel)
Diese Lösung befand sich bei Zimmertemperatur. Die Verweilzeit in der Dampfkammer betrug 60 Sekunden. Die Gesamtverweilzeit in der Anlage betrug 21/2 Minuten. Der Stoff wurde kontinuierlich 21/2 Minuten bei 1500 C getrocknet.
Es wurde die Schrumpfung in der Kette sowie die Brechfestigkeit an 1. dem behandelten Stoff, 2. dem unbehandelten Stoff und 3. einem wie oben behandelten Stoff gemessen, wobei jetzt jedoch kein Magnesiumchloridhexahydrat in der Badlösung vorhanden war; hierbei ergaben sich folgende Werte:
Schrumpfung Brechfestigkeit der Kette Kette Schuss in kg/2,5 cm
1. 6,8% 64,9 37,2
2. 20,8 % 63,9 36,3
3. 18,9% 63,5 36,3
Diese Werte zeigen deutlich, dass eine erhebliche Verbesserung der Schrumpffähigkeit in der Kette ohne eine Änderung der Festigkeit des Stoffes erzielt wird. Das behandelte Textilmaterial trocknete flach und glatt, was bei den anderen nicht bemerkt wurde; durch die Behandlung ergab sich keine Versteifung des Materials.
Beispiel 2
Es wurde nach dem Verfahren gemäss Beispiel 1 gearbeitet, wobei jedoch während des letzten Waschstadiums eine einprozentige Magnesiumchloridhexahydratlösung bei 1800 C aufgebracht und anschliessend wie vorher 21/2 Minuten bei 1500 C getrocknet wurde. Die Schrumpfung der Kette betrug bei diesem Stoff 5,3%, die Bruchfestigkeit der Kette bzw.
des Schussfadens betrug 63,5 bzw. 36,3 kg/2,5 cm.
Beispiel 3
Es wurde nach dem Verfahren gemäss Beispiel 2 gearbeitet; als Textilmaterial wurde ein Gewebe verwendet, dessen Fäden einen Kern aus Polyamidfasern mit einer äusseren Schicht aus Baumwolle enthielten. Der behandelte Stoff und eine entsprechende unbehandelte Stoffprobe wurden 45 Sekunden unter gleichen Bedingungen bei 1930 C einer Wärmehärtung unterworfen. Es wurde festgestellt, dass die Schrumpfung des behandelten Stoffes sowohl in Schusswie in Kettenrichtung weniger als 50% der Schrumpfung des unbehandelten Stoffes war, und dass das behandelte Textilmaterial nicht wie das unbehandelte bei der Wärmebehandlung vergilbte. Beim Waschen nach der Wärmehärtung war die Schrumpfung des behadnelten Stoffes wesentlich geringer als bei dem unbehandelten Material.
Der behandelte Stoff liess sich ohne Ausfasern waschen und trocknete glatt und flach, während der unbehandelte Stoff beim Waschen stark ausfaserte, schlecht trocknete und knitterte.
Beispiel 4
Es wurde ein Frotteehandtuchstoff gemäss Beispiel 1 behandelt. Wiederum wurde festgestellt, dass die Dimen- sionsstabilität oder Masshaltigkeit des Textilmaterials ohne Einbusse der Festigkeit und ohne Versteifung wesentlich verbessert werden konnte. Beim Waschen des behandelten Stoffes blieben die Frotteeschlaufen aufrecht und federnd stehen, im Gegensatz zu einem ähnlichen, aber unbehandelten gewaschenen Material, welches flach und zusammengepresst aussah. Die Absorptionsfähigkeit des behandelten und unbehandelten Stoffes wurde nach der Aufnahmefähigkeit mit der Dochtmethode untersucht; das behandelte Material hatte eine Absorptionsfähigkeit von 91,4 mm, während das unbehandelte Material nur einen Wert von 81,3 mm zeigte. Die Absorptionsfähigkeit des behandelten Stoffes war also etwas höher als die des unbehandelten.
Beispiel 5
Ein Baumwolleinen wurde gemäss Beispiel 2 behandelt, wobei jedoch jetzt die Melaminkonzentration im Behandlungsbad 18 % betrug. Es wurden eine verbesserte Masshaltigkeit und glatte Trocknungseigenschaften ohne Festigkeitsverlust beobachtet: weiterhin behielt der Stoff seine gesamte Festigkeit bei, wenn er 2 Wochen unter feuchter Erde aufbewahrt wurde, deren Zusammensetzung so bemessen war, dass ein unbehandelter Stoff sich während der gleichen Zeit vollständig zersetzte.
Versuche auf Baumwolltextilien, die erfindungsgemäss mit Melamin-Formaldehydharzen behandelt waren, zeigten, dass bis zu 90 bis 100% des aufgebrachten Harzes auf dem Stoff fixiert wurden. Bei diesen Versuchen wurde unter anderem das Material in 5 %iger wässriger Phosphorsäure mit einem Gehalt von 1,5 % Harnstoff so lange gekocht, bis das Material auf Formaldehyd negativ ansprach, was gewöhnlich 30 bis 60 Minuten erforderte; anschliessend wurde der Gewichtsverlust bestimmt. Der Gehalt an festgehaltenem Harz entspricht der fixierten Menge. Vergleichsversuche mit Stoffen, die auf übliche Weise behandelt und nass gehärtet waren, ergaben eine 70%ige Fixierung des aufgebrachten Harzes; bei einer trockenen Härtung wird ebenfalls etwa 70% des aufgebrachten Harzes fixiert.
Beispiel 6
Mercerisiertes Baumwollgarn wurde in einer Wanne mit der folgenden Lösung behandelt:
4,2 % handelsübliches Triazinharz (Aerotexharz 23)
0,75 % Magnesiumchloridhexahydrat
0,75% Ameisensäure
0,2 % Polyäthylenoxyd-Kondensationsprodukt des
Nonylphenols (oberflächenaktives Mittel)
Die etwa 38 warme Lösung wurde 30 Minuten lang durch das Garn geleitet; danach wurde der Überschuss an Lösung entfernt und das Material 3 bis 16 Stunden bei Zimmertemperatur belassen und getrocknet. Das behandelte Garn wurde auf Trockenstangen auf seine Schrumpfung untersucht; hierbei wurde festgestellt, dass das erfindungsgemäss behandelte Garn unabhängig von der 3- oder 16stündigen Vorbehandlung vor dem Trocknen keine Fältelung oder Kräuselung zeigte, während das unbehandelte Garn bei diesem Schrumpfversuch sich stark verfältelte oder kräuselte.
Eine chemische Untersuchung zeigte, dass die Menge des beim Verfahren aufgezogenen Harzes bei den verschiedenen Garn arsen praktisch gleich war, und zwar unabhängig, ob sie 3, 4, 5, 6, 7 oder 16 Stunden vor dem Trocknen gealtert wurden. Der durchschnittliche Harzgehalt betrug 7,6%. Die Dauerhaftigkeit oder das Haftvermögen des Harzes war so beschaffen, dass mehr als 90% des im gefärbten und fertig gewickelten Garn vorhandenen Harzes noch nach 30 Wäschen vorhanden waren.
Beispiel 7
Die Lösung gemäss Beispiel 6 wurde auf unbehandeltes bzw. mercerisiertes bzw. gebleichtes und auf mercerisiertes und gebleichtes Baumwollgarn aufgebracht, wobei die Lösung 50 C warm war und die Sättigungszeit 30 Minuten betrug. Vor Aufbringen einer Lösung aus 0,5 % Natriummetabisulfit, 0,25 Tetranatriumpyrophosphat und 0,1 % wässrigem Ammoniak liess man das Garn 3 Stunden oder länger in nassem Zustand. Die Lösung wurde bei 82" aufgebracht, anschliessend wurde getrocknet. Dieses Garn zeigte auf den Trockenstangen keine durch Schrumpfung bedingte Kräuselung. Ferner wurde festgestellt, dass das Harz das Garn so gründlich stabilisiert hatte, dass bei normalem Bleichen die normale Farbe des unbehandelten und des mercerisierten Garns nicht entfernt wurde.
Die gebleichten und mercerisierten und gebleichten Garne litten anderseits nicht an einer Verfärbung aufgrund der Bearbeitung und konnten aufgrund ihres Weissheitsgrades in standardweissen Handtüchern verwendet werden. Das Aufziehen oder Fixieren des Harzes betrug bei diesen Garnen 10 bis 12%. Nach 30 Haushaltswäschen wurde festgestellt, dass die behandelten Garne 90% und mehr des in der Fertigware vorhandenen Aminoplastes festhielten.
Beispiel 8
Mercerisierte und gebleichte Baumwollgarnstränge (20's/2) wurden 30 Minuten bei 50 C in einer Lösung gemäss Beispiel 6 behandelt. Man liess das Garn 2 Stunden bei 66" C in einem feuchtigkeitsundurchlässigen Umschlag und trocknete anschliessend bei 104" C. Durch die Gewichtszunahme wurde festgestellt, dass 9,7% des Imprägniermittels aufgezogen war; durch Stickstoffanalyse wurde dieser Wert mit 9,4% bestimmt.
Ähnliche Garnsorten wurden unter identischen Bedingungen behandelt, wobei jedoch jetzt 1 % eines epoxydierten Triglyzerides (Epoxol 9-5) dem Imprägniermittel als Emulsion zugesetzt wurde. Die aufgezogene Menge wurde durch Gewichtszunahme mit 18,6% und durch eine Stickstoffanalyse mit 13,1% bestimmt.
Dieses Beispiel zeigt, dass sich die Aminoplasten auf dem behandelten Textilmaterial erschöpfen können sowie ferner den synergistischen Effekt des epoxydierten Triglyzerides.
Beispiel 9
Ein Tuch in den Abmessungen von 136 x 64 cm, welches mercerisiert und gebleicht war, wurde in eine wässrige Behandlungslösung der folgenden Zusammensetzung eingetaucht:
3,3 % Triazinharz
0,84 % epoxydiertes Triglyzerid
0,5 % Zinkfluoborat
1,0 % Zitronensäure
0,2 % Äthylenoxyd-Kondensationsprodukt von
Nonylphenol (Netzmittel)
Das Tuch wurde 60 Minuten bei 66" behandelt, bis auf 60% der aufgenommenen Lösung abgequetscht und 2 Stunden bei 66" C in einem zugesiegelten Polyäthylenumschlag belassen. Dann wurde der Stoff bei 105" getrocknet, in alkalischem Wasser gewaschen, gespült und nochmals getrocknet.
Die Gewichtszunahme, bezogen auf den unbehandelten Stoff, betrug 11,5 Ges. %.
Beispiel 10
Dieses Beispiel zeigt nur, dass das epoxydierte Triglyzerid in gewissem Masse bei der Behandlung hydrolysiert wird und als Säurekomponente des Katalysators und auch als Reaktionsteilnehmer wirkt. Es wurde das Verfahren des Beispiels 9 wiederholt, wobei jedoch jetzt anstelle der Zitronensäure 0,25 % Formaldehyd und 0,5 % Aceton dem wässrigen System zugesetzt wurden. Alle weiteren Behandlungsbedingungen waren die gleichen. Die Gewichtszunahme betrug 17,0%, bezogen auf das unbehandelte Material.
Beispiel 11
Bei einem kontinuierlichen Verfahren wurde ein Armeedrillich oder Armeeleinen mit einem Flächengewicht von 255 g durch eine wässrige Lösung geschickt, die die folgenden Verbindungen enthielt:
16,4% Triazinharz
6,1% emulgierte Fettderivate von Melamin
Formaldehyd (wasserabstossendes Mittel)
1,2% Magnesiumchloridhexahydrat 1,2% Ameisensäure
Das Textilmaterial wurde 1 Minute bei 105 C mit Dampf behandelt, bei 60 C gewaschen und durch eine Lösung von 82" C geführt, welche 3,7 g/l an Magnesiumchloridhexahydrat enthielt. Dann wurde das Textilmaterial bei 1500 C knapp getrocknet.
Dieses Textilmaterial hatte einen Sprühwert gemäss AATCC Standard-Testmethode 22-1961 von 100 und behielt seine gesamte Festigkeit selbst nach zweiwöchiger Aufbewahrung in einem Erdreich, in welchem unbehandeltes Textilmaterial in 7 bis 9 Tagen vollständig zerstört war. Die Schrumpfung in der Kette betrug bei dem behandelten Material 4,4%, verglichen mit 9,9% bei dem unbehandelten Stoff.
Wenn man aus dem Stoff einen Behälter bildete, diesen mit Wasser füllte und an den Ecken aufhing, so wurde nach 24 Stunden kein Wasserdurchtritt festgestellt, während unbehandelter Stoff bei einem ähnlichen Versuch sofort Wasser durchliess.
Dieses Beispiel zeigt deutlich die Wirksamkeit der Wasserabstossung bei dem erfindungsgemässen Verfahren.
Bei anderen Versuchen wurde die getrennte und gemein same Verwendung der Katalysatorkomponenten untersucht.
Das Textilmaterial wurde mit einer Aminoplastlösung imprägniert, welche die Säurekomponente allein, die Salzkomponente allein oder beide Komponenten zusammen enthielt; der Stoff wurde dann kontinuierlich von einer Bütte, welche die Behandlungslösung enthielt, 30 bis 60 Sekunden durch eine Dampfkammer geführt und anschliessend gewaschen. Es wurde festgestellt, dass im wesentlichen die nasse Fixierung nur an dem StQff erfolgt, welcher mit der Lösung behandelt wird, welche beide Katalysatorkomponenten enthält, wodurch die synergistische Wirkung deutlich wird.
Aufgrund der einzigartigen Eigenschaften, die durch das nasse Aufziehen oder Fixieren ermöglicht werden, können die verschiedensten Wirkungen bei allen möglichen Textilien erreicht werden. Beispielsweise kann die Neigung der Textilien, beim Waschen zu schrumpfen, in einigen Fällen erheblich verringert werden bzw. durch Behandlung mit einem Aminoplast nach dem vorliegenden nassen Fixierungsverfahren beseitigt werden. Die Neigung einiger Textilien und insbesondere der Polyamide, bei der Wärmeverfestigung oder Wärmebehandlung zu schrumpfen, kann erheblich verringert werden. Die Textilien können durch Einbau geeigneter Farbstoffe und Pigmente in die Harzlösung gefärbt werden, und zwar auch solche Textilien aus synthetischen Fasern, welche sich bekanntlich sehr schlecht färben lassen.
Wahlweise kann man die Farbe in den Textilien etwa durch Verwendung von Eisen-III-chlorid in der Aminoplastlösung und eine alkalische Wäsche im Anschluss an die Fixierung entwickeln, wobei eine unlösliche gefärbte Eisenverbindung ausgefällt und die Farbgebung in situ erzeugt wird. Baumwollgarnen kann man durch nasses Fixieren oder Aufziehen eines Aminoplasten in oder auf stark gedrehten Garnen und anschliessendes Zurückdrehen des derart behandelten Garnes bestimmte Streckeigenschaften vermitteln. Garne für Handtuchränder oder Einfassbänder, welche aufgrund der geometrischen Stoffausbildung sehr viel stärker schrumpfen als die üblichen Gewebe und Florgarne, können gegenüber einem Schrumpfen oder Einlaufen beim Waschen beständig gemacht werden und zeigen nicht das übliche Verziehen der Hand tücher aufgrund dieses Schrumpfens.
Die nach diesem Verfahren behandelten Stoffe und insbesondere Stoffe auf Zel lulosebasis zeigen eine bessere Nachgiebigkeit und glatte Trocknungseigenschaften ohne Steifwerden. Die behandelten Textilien sind gegenüber biologischer Zersetzung beständig.
Durch Zugabe oder Einbau geeigneter anderer Stoffe in das Imprägniermittel können die behandelten Textilien noch was serfest, feuerfest und beständig gegenüber Oberflächenver änderungen und lichtbeständig gemacht werden.
Das Textilmaterial kann weich gemacht, versteift oder auf andere Weise geändert werden, um bestimmte Eigenschaften wie den sogenannten Griff , besseres Gleiten am Saum oder eine bessere Nähbarkeit zu erzielen.
Beispielsweise kann man bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit dem erwähnten Aminoplasten das als Phobotex FTC der Ciba Company bekannte Produkt härten, welches ein Fettsäurederivat des Melamins ist, welches mit Melamin vorkondensiert ist und eine Eigenkon densation und Umsetzung mit Zellulose durchführen kann.
Dieses Material kann als ein Fettsäure-Melaminformaldehyd-Vorkondensat angesehen werden, welches emulgierbar ist und beim Härten auf einem Stoff aus Zellulose oder synthetischen Fasern wasserabstossende Eigenschaften erzeugt.
Normalerweise erfordern Phobotex FTC und ähnliche wasserabstossende Mittel eine Härtung bei erhöhten Temperaturen von z. B. 1500 C und höher, wobei die Härtungszeit je nach Härtungstemperatur und je nach thermischen Eigenschaften des wasserfest zu machenden Stoffes mehrere Minuten bei derartigen Temperaturen beträgt. Ein derartiges tockenes Härten kann für den Stoff schädlich sein. Demzufolge wird mit dem erfindungsgemässen Verfahren ein wesentlicher Vorteil erzielt, indem man nämlich jetzt bei niedrigeren Temperaturen härten kann.
Dieses wird durch das folgende Beispiel verdeutlicht:
Beispiel 12
Streifen eines gebleichten bzw. eines ungebleichten Armeebaumwolldrillichs mit einem Flächengewicht von 294 g wurden durch eine Imprägnierlösung der folgenden Zusammensetzung durchgeleitet:
Triazin-Formaldehyd-Vorkondensat 13 Gew.%
Fettsäure-Melaminformaldehyd
Vorkondensat (emulgiert) 5,5 Gew.%
Zink-Fluoborat 1,0 Gew. %
Ameisensäure 1,0 Gew.%
Alkylphenol-Äthylenoxydkondensat (Netzmittel) 0,1 Gew. %
Die Streifen wurden kontinuierlich mit dieser Lösung imprägniert, bei etwa 105 C 60 Sekunden lang mit Dampf behandelt und mit Wasser von 600 C gewaschen. Der Stoff nahm etwa 50 bis 60% des Imprägniergemisches auf.
Nach dem Waschen wurde der Stoff als kontinuierlich sich bewegender Streifen 3 Minuten bei 1200 C getrocknet. Der behandelte Stoff hatte die folgenden wasserabweisenden Eigenschaften:
AATCC AATCC AATCC Bruch
Sprüh- Wasser- Hydro- festigkeit wert durchlässig- statischer (W x F) keit Wert in kg Gebleichter Drillich 100 0 ml 41,2 cm 79,3 x 46,3 Rohdrillich 100 2,7 32,5 cm 69 x66,2
Bei einem Vergleichsversuch wurden das Zinkfluoborat und die Ameisensäure aus der obigen Imprägnierlösung durch 2,1 % Magnesiumchlorid ersetzt.
Stoffstreifen aus den beiden Textilmaterialien wurden durch das neue Imprägniergemisch geführt und nahmen etwa 50 bis 60% auf; anschliessend wurden die Streifen 3 Minuten bei 1200 getrocknet und 3 Minuten bei 164" C gehärtet. Sie wurden dann in Wasser von 60 C gewaschen und nochmals 3 Minuten bei 1200 C getrocknet. Die einzigen Unterschiede bei diesen beiden Stoffstreifen waren also nur die Katalysatoren der beiden Gemische und die Art und Weise der Härtung.
Das mit dem zuletzt erwähnten Gemisch behandelte Textilmaterial hatte die folgenden wasserabweisenden Eigenschaften:
AATCC AATCC AATCC Bruch
Sprüh- Wasser- Hydro- festigkeit wert durchlässig- statischer (W x F) keit Wert in kg Gebleichter Drillich 70 0 ml 39,9 cm 52,6 x 32,7 Rohdrillich 100 41,5 33,8 cm 51,3 x 51,3
Die mit Dampf gehärteten Proben hatten wasserabweisende Eigenschaften, die gleich oder besser als bei den normalerweise trocken gehärteten Proben waren, wobei jedoch der Festigkeitsverlust nicht wie bei den trocken gehärteten Proben auftrat.