DE871885C

DE871885C - Verfahren zur Verminderung der Verfilz- und Schrumpfneigung von Wolle

Info

Publication number: DE871885C
Application number: DEA3364A
Authority: DE
Inventors: Edwin Parker Johnstone Jun; William Julius Van Loo Jun
Original assignee: American Cyanamid Co
Current assignee: Wyeth Holdings LLC
Priority date: 1941-08-30
Filing date: 1950-09-03
Publication date: 1953-03-26
Also published as: LU28891A1; NL61889C; BE467260A; GB562977A; CA419781A; USRE22566E; US2329622A; FR931376A; ES177535A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Wolle und wollhaltigen Stoffen zur Verminderung des Verfilzen® und Schrumpfens derselben.

Wolle und wollhaltige Gewebe, wie lose Wolle selbst, Garne, Fäden, gewebte Filz- und gestrickte Stoffe, haben die sehr unangenehme Tendenz, beim Waschen zu verfilzen und zu schrumpfen. Diese Tendenz wird¹ im allgemeinen durch ein Kräuseln und Verknäulen der Wollfasern hervorgerufen, wenn die Stoffe oder Gewebe befeuchtet und bewegt werden, wie dies beim Waschen stattfindet. Dabei wird das Gewebe dichter, dicker und in der Fläche geringer.

Eine Anzahl verschiedener Verfahren zur Behandlung von Wolle und wollhaltigen Stoffen zur Verhinderung desVerfilzens und Schrumpfens wurden bereits vorgeschlagen, doch¹ sind¹ sämtliche nicht vollkommen zufriedenstellend. Manche Behandlungen schädigen die Faser und vermindern deren Festigkeit, andere geben dem Stoff einen unerwünschten Griff, und manche sind nicht dauernd wirksam und können schließlich selbst eine Verstärkung des Schrumpfens verursachen. Andere Methoden zur Herstellung schrumpffester Gewebe sind¹ nicht überall anzuwenden· und unterliegen bei ihrer Anwendung Zufällen, die das Arbeiten beeinträchtigen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Verfilz- und Schrumpftendenz von Wolle durch Behandlung mit nichtalkylierten Methylolmelaminen herabzusetzen.

Diese vorbekanntenVerfahren' benötigen verhältnismäßig große Mengen an nichtalkylierten Methylolmelaminen, und der Griff des behandelten Gutes ist unerwünscht ratihr weifer können 'diese niditalkylierten Methylolmelamine nur in heißem Wasser gelost--werden-, und sie sind verhältnis-• mäßig, unstabil, demzufolge schwierig zu handfiaben und müssen¹ in dicht schließenden) Behältern bei niedrigen Temperaturen gehalten werden, damit sie verwendungsfähig sind.

Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß Wolle und wöllhaltige Stoffe, wie unverwobene Wolle, Garne, Kammgarne, Flanelle, Deckenstoffe, Shirting (Kattun), Filze, Strickwaren und andere, gleichgültig, ob sie ganz aus Wolle oder zum Teil aus Wolle, zum Teil aus Seide, künstlicher Seide, Kunststoffen, Baumwolle usw\ bestehen, durch Imprägnieren mit einer Lösung, oder Dispersion eines im wesentlichen nichtpolytnerisierten, alkylierten

äo Methylolmelamine verfilz- und schrumpffest gemacht werden können, wobei die Aufnahme der Lösung öder Dispersion derart ist, daß in der Wolle* 2Va bis 15 'Gewichtsprozent, gerechnet auf''das Trockengewicht der Wolle, an Kondensationsptodukt abgelagert werden, worauf die imprägnierte Wolle einer näheren Temperatur ausgesetzt wird, ■die zur Härtung des Kondensationsproduktes zu einem im wesentlichen "Wasserunlöslichen Zustand ausreicht. Das neue Verfahren zur Erzielung einer Schrumpf festigkeit kann in sicherer, wohlfeiler, bequemer und wirksamer Weise ohne irgendeinen der Nachteile der vorher bekannten Methoden durchgeführt werden'.

Die erfindungsgemäß" verwendeten alkylierten Methylolmelamine sind während langer Zeit verhältnismäßig stabil und im allgemeinen in kaltem Wasser leicht" dispeBgierbäf. Vorzugsweise.. wird als Dispergiermittel Wasser verwendet, da aber manche der höher alkylierten Methylolmelamine in Wasser schwer dispergierbarsind," ist es in solchen Fällen notwendig, diese Harze' mit Hilfe, von. Lösungsmitteln, wie Alkohol, zu· dispergieren. Das erfindungsgemäß¹ angewendete butylierte Methylolmelamin z. B. war bis- zu einem Harzfeststoffgehalt von- etwa io°/o in einer 5o°/oigen Wasser-Äthylalikohol-Lösunig disper gierbar. Höhere Alkylierungen brauchen einen höheren Prozentsatz Alkohol.

Die Dispersionen von alkylierten Methylol·

melaminen können auf die-Wollwaren auf verschiedenstfr,. dem Fächmann geläufige Arten aufgebracht werden. Der. Stoff oder die Ware..wird¹ zuerst"zur.

Beseitigung von Fetten und' ölen usw; gründlich

' gereinigt, getrocknet; dann m eine. Harzdispersion

eingetaucht und zwischen Walzen, ähnlich einer solchen einer Mangel, hindurchgeschickt, um eine gleichmäßige- Imprägnierung zu sichern und überschüssiges Harz zu entfernen. Der Stoff kann jedoch * auch in anderer Weise imprägniert werden, etwa durch Bespritzen usw. Da die Erfindungauf irgendeine besondere, Imprägniermethode der Wolle enthaltenden Stoffe· nicht beschränkt ist, findet der Fachmann auch noch andere Aufbringungsarten. Da die Erzielung von Strumpffestigkeit von Wollware mit Hilfe "von alkyliertem -Methylolmelamin am günstigsten und wirtschaftlichsten innerhalb des Bereiches· von etwa 5 bis 15 Gewichtsprozent Harz, gerechnet auf das Trockengewicht der Ware, ist, soll die Menge der harzaufnehmenden Flüssigkeit entsprechend gewählt werden.

- ' Nachdem die Wolle mit der alkylierten Methylolmelamindispersion imprägniert wurde, wird sie getrocknet und das Harz an Ort und Stelle durch Anwendung einer höheren Temperatur gehärtet. ■ Um diese Härtung zu beschleunigen und die Erhitzungszeit herabzusetzen, kann der Harzdispersion ein entsprechender Katalysator zugefügt werden. Solche katalysatoren sind den Harzchemikern bekannt. Oxalsäure, sekundäres· Diammoniumphosphat und saures Methylpyrophosphat wurden hier mit besonders guten Ergebnissen verwendet. Andere Katalysatoren¹,, wie Triäthanolaminphthalat, Zinkchlorür, Essigsäure, verdünnte Mineralsäuren, wie Salzsäure u. dgl., können ebenfalls mit zufriedenstellenden Erfolgen zur Anwendung kommen.

Die Härtunigstemperaturen können von etwa 93,5 bis 149^er, unter entsprechender Verkürzung der Zeit bei höherer Temperatur, schwanken. Wo Trocknungs- und Härtungstemperaturen 11 o° nicht übersteigen dürfen, kann der Stoff nach der Imprägnierung mit dem gewünschten alkylierten Methylolmelamin im Rahmen gespannt, getrocknet, auf einen· Mantel aufgewickelt und in der Wärme stehengelassen werden, um eine Gesamttrocknungsund Erhitzungszeit von mindestens 45 Minuten bei α·ΐό° zu erreichen. Wo Trocknungstemperaturen von 121 bis 127⁰ zulässig sind, können gute Ergebnisse durch 8· Minuten langes Trocknen· bei 121 bis 127⁰ am Rahmen und durch Hindurchschicken des Stoffes durch einen Rahmen- oder Schleiftrockner erreicht werden, in welchem der Stoff-1 bis 1,5 Mi- 1°° nuten bei 150⁰ warm- behandelt wird. Trocknungsund Härtungszeiten hängen einigermaßen auch von der Wirkung des; für das Härten verwendeten Beschleunigers und!, von der Natur des Stoffes ab.

Nachdem der Wollstoff, wie beschrieben, behan- *°5 delt wurde, erhält er eine kurze, milde Behandlung mit Seife, damit er weich und faltbar wird. Hierauf wird er den! üblichen Schlußbehandlungen, wie Dekatieren, Bürsten, Scheren, Pressen usw., unterzogen, no

Das Verfahren kann auch mit farbiger Ware, ebenso wie mit weißer, ausgeführt werden, ohne daß die Farben oder Nuancen merklich beeinflußt oder die Materialien geschädigt würden. Versuche mit zahlreichen Wollstoffen mit verschiedenen Nuancen von sauren und Chromfarben zeigten, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Nuancen der gefärbten Wolfe nicht beeinträchtigt. Ebenso werden Färbungen auf Chrombeize, nachchromiert oder nach dem Metalldiromverfahren hergestellt, durch die Behandlung nicht beeinflußt. Es" wurde auch gefunden, daß das erfindungsgemäße Verfahren keinen schädigenden Einfluß auf die Lichtechtheit.gefärbter Wollstoffe hat. Die Anwendung von alkyliertem Methylolmelamin erhöht deutlich die Zugfestigkeit von Wolle, Garn öder Stoff, und es wurde

keine Festigkeitsminderung nach beschleunigtem Altern beobachtet.

Die für das Verfahren nutzbaren alkylierten Methylolmelamine sind vorzugsweise in Wasser dispergierbar oder können, wie vorhin erwähnt, mit Hilfe eines Lösungsmittels fein verteilt werden, damit sie gleichmäßig und wirtschaftlich auf den Stoff aufgebracht werden können. Obgleich die verschiedenen alkylierten Methylolmelamine nach

ίο verschiedenen bekannten Methoden herstellbar sind, ist es vorzuziehen, sie derart zu gewinnen, daß man zuerst Methylolmelamin, das ist das Kondensationsprodukt von Melamin mit Formaldehyd, herstellt und dieses Produkt dann¹ mit einem primären Alkohol zur Reaktion bringt. Gewöhnlich wird das Melaminf ormaldehydkondensationsprodukt mit Methylalkohol zur Reaktion gebracht und dadurch ein methyliertes Methylolmelamin gewonnen, welches in Wasser leicht dispergierbar ist und das für die

so Erfindung bevorzugte Verfahrensprodukt darstellt. Auch zahlreiche andere alkylierte Melaminformaldehydkondensationsprodukte können in gleicher Weise oder durch Reaktion des methyl ierten Methylolmelamins mit anderen primären Alkoholen

as gewonnen werden. Unter anderen alkylierenden Alkoholen sind zu nennen: Äthyl-, Propyl-, Butyl-, Amyl-, Octyl-, Laurylalkdhol, Äthylenr, Diäfhylen-, Propylenglykol und die bekannten Glykoläther, z. B. Monobutylät'her von Diäthylenglykol,

CH₃- CH₂ · CH₂ · CH₂ · OCH₂ · CH₂ ■ OCH₂ · CH₂ · OH

Glycerin, Pentaerythrit usw.

Das zur Alkylierung bevorzugte Melaminformaldehydkondensationsprodukt wird durch Reaktion von 2 bis 6 Mol Formaldehyd mit ι Mol Melamin gewonnen. Das gebildete Kondensationsprodukt dürfte hauptsächlich Methylolmelamin sein. Obgleich es theoretisch möglich ist, 6 Mol Formaldehyd mit ι Mol Melamin zur Reaktion zu bringen, wird dieses Reaktionsverhältnisi nicht immer erreicht, und zwar wegen der übermäßigen Polymerisation der Reaktionsmischung. Übermäßige Polymerisation soll vermieden werden, da derartige Produkte bei ihrer Verwendung den Stoff steif und brettig machen. .

Bei der Herstellung der verschiedenen beschriebenen alkylierten Methylolmelamine wird vorgezogen, zuerst methyliertes Methylolmelamin zu erzeugen und dann, falls irgendein anderes alkyliertes Methylolmelamin erwünscht ist, das methylierte Produkt mit einem primären, aliphatischen Alkohol zur Reaktion zu bringen und durch ein Austauschverfahren das alkylierte Produkt zu gewinnen, das dem mit dem methylierten Methylolmelamin zur Reaktion gebrachten Alkohol entspricht. Dieses Verfahren ist nachfolgend veranschaulicht: 960 Gewichtsteile Formaldehyd (37gewichtsprozentig) und 252 Gewichtsteile Melamin wurden- einem mit Rührwerk, Thermometer und Rückflußkondensator ausgestatteten Reaktionsgefäß aufgegeben, das unter Unterdruck gesetzt und erhitzt werden kann. Der Inhalt dieses Reaktionsgefäßes wurde in Vs Stunde auf 62⁰ erhitzt und der p_H-Wert mit 2 n-NaOH auf 7,5 eingestellt. Nach weiterem halbstündigen Erhitzen wurde ein Vakuum von 700 mm Ouecksil'ber zur Anwendung gebracht und das Gemisch durch Entfernung von Wasser konzentriert. Nach 40 Minuten Erhitzung auf ungefähr 54⁰ wurde die Wärmezufuhr unterbrochen, das Vakuum aufgehoben, und dann wurden 1000 Gewichtsteile Methylalkohol zugesetzt, der ausreichend 211-H₃PO₄ enthielt, um die vorher zugegebene 2in-NaOH zu neutralisieren. Das Gemisch wurde dann bei einem p_H-Wert von 6,4 erhitzt, um ein azeotropisches Gemisch von Methanol und Wasser abzudestillieren, wobei wasserfreies Methanol kontinuierlich zugesetzt wurde, um das Destillat zu ersetzen. Nach 6- bis 7stündigem Erhitzen wurde unter einem Vakuum von 700 mm Quecksilber auf einen Feststoffgehalt von ungefähr 50% konzentriert. Das so gewonnene methylierte Methylolmelamin kann in Wasser auf eine Konzentration von 10% Harzfeststoffe dispergiert und erfindungsgemäß auf Wollwaren aufgebracht werden.

Um butylcarbitoliertes Methylolmelamin herzustellen, wurden 600 Gewichtsteile der vorbeschriebenen 5o°/oigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin und 160 Gewichtsteile von Butylcarbitol (Butyläther des Diäthylenglykols) gemischt. Die _go Mischung ' wurde dann durch Erhitzen auf 408 Gewichtsteile konzentriert, wobei eine Mischung, die etwa 75 % des butylcarbitolierten Methylolmelamins enthielt, gewonnen wurde. Äthyliertes, " butyliertes und die andern obenerwähnten alkylierten Methylolmelamine können in ähnlicher Weise erzeugt werden.

Die al's Ergebnis der Behandlung mit alkyliertem Methylolmelamin der Wollware erzielte Schrumpffestigkeit wurde in einer Anzahl von Untersuchungen ermittelt, bei welchen Gewebestücke von 22,5 X 57,5 cm eines leichten Wollflanells mit Dispersionen der verschiedenen alkylierten Methylolmelamine imprägniert wurden. Wäßrige Dispersionen von methylierten, äthylierten, butylierten Methylolmeläminen und von anderen alkylierten Methylolmelammen wurden auf eine Konzentration von ungefähr ro% an Harzfeststoffe gebracht. Der erhaltene Sirup mit 50% Harzfeststoffen, der wie vorhin erläutert ge- no wonnen wurde, bedurfte des Zusatzes von ungefähr 50 Volumprozenten Alkohol, um eine Verdünnung mit Wasser auf eine Konzentration von io*/o Feststoffen zuzulassen. Das butylierte Methylolmelamin erforderte mehr. Ein Beschleuniger, der im. wesentlichen aus sekundärem¹ Diammoniumphosphat besteht, wurde der Dispersion in Mengen von ungefähr 3,5% des Trockengewichtes des Harzes zugesetzt. Die Gewebestücke wurden dann mit diesen Harzlösungen imprägniert und auf Rahmen unter Einhaltung ihrer Ausgangsgröße von 22,5X57,5 cm getrocknet. Die auf das Trockengewicht des Harzes berechnete Harzmenge, die in den wollenen Stücken enthalten war, betrug in jedem Fall ungefähr 10%. Die imprägnierten Gewebestücke wurden dann 15 Minuten lang bei

126° gehärtet und! gemeinsam mit einem Kontroll· muster des gleichen Stoffes von gleicher Größe in einer Standardwaschmasohinie bei etwa 49° und einer V^/oigen Seifenkonzentratioa gewaschen. Nach 15, 30 und 60 Minuten würden die Abschnitte mit warmem Wasser abgespült, abgequetscht und ohne Spannung flach getrocknet. Die Schrumpfung nach jeder Waschperiode in Prozent ist aus folgender Tabelle ersichtlich:

Tabelle I

Alkylierte Methylolmelamine

Kontrollmuster.......

Methyliertes Methylolinelarnin

Äthyliertes Methylolmelamin

Butyliertes Methylolmelamin

Butyl-carbitoh'ertes Methylolmelamin Butyl-carbitoliertes Methylolmelamin

Schrumpfung

in Prozenten nach

dem Waschen

während

15 Min.

15.3 2,1

2,1

1,4 a,8

*)i.4

30

Min.

21,0 2,8 2,8 2,8

3,5

2,1

60 Min.

33.3

4.2

4,2

5.2

3.5

2,1

Gleiche Muster von 22,5X57,5 cm großen WoIlabsohnitten! wurden mit ungefähr 10 Gewichtsprozenten alkyliertem Methylolmelamin aus einer wäßrigen Dispersion von methyliertem Methylolmelamin, einer Lösung von octyliertem Methylolmelamin in 40% Äthylalkohol undi 60% Butylalkohol und einer Lösung von¹ lauryliertem Methylolmelamin in Äthylalkohol imprägniert. Den Harzdispersionen wurde saures Methylpyrophosphat in einer Menge von 4⁰/» des Gewichtes des trockenen Harzes zugesetzt. Nach dtem Imprägnieren wurde der Stoff 15 Minuten bei 126,7°' getrocknet, gehärtet und sodann/ in einer VAOigen Seifenlösung bei 49'° 90 Minuten gewaschen. Die Stoffe wurden dann abgespült und getrocknet; es wurden folgende ■Ergebnisse erzielt;

Tabelle Il

Alkylierte Methylolmelamine	Schrumpfung in Prozenten nach dem Waschen während 90 Minuten
Kontrollmuster Methyliertes Methylohnelamin ... OctyUertes Methylohnelamin .... Lauryliertes Methylohnelamin	40,3 2,1 11,6 6,8

Um den Einfluß des Härtungsprozesses auf das Erzeugnis zu ermitteln, wurden eine Anzahl' von Wollstoffmustern mit methyliertem Methylolmelamin im Mengenverhältnis! von ungefähr 10 Gewichtsprozent Harzfeststoffen, gerechnet auf das Gewicht der Wollware, behandelt, das Harz getrocknet und im Stoff unter verschiedenen Zeit- und Temperaturverhältnissen gehärtet- Als Be-

*). Unter Verwendung von 3,5 °/₀ saurem Methylolpyrophosphat als Beschleuniger.

schleuniger wurde sekundäres Diammoniumphosphat in einer Menge von 3,5% verwendet.

Die Wirkung der Veränderungen bei der Härtung ergibt sich aus folgender Tabelle:

Tabelle III	Härtungsweise	Schrumpfung in Prozenten	3O Min.	60 Min.
		nach dem Wäschen während	l8,0	29,2
Kontrollnrnster	15 Min.	3,5	4,6
15 Minuten bei iio°...	ΙΙ,Ι	2,8	3.5
15 - - 115,5°·	2,8	2,1	2,4
15 - - 121,0° .	2,1	2,1	2,4
15 - - 126,7° ·	1,4	0,83	0,83
30 - - 126,7°*)	i,4
0,42

Die Resultate zeigen, daß schon eine ausgesprochene' Verringerung des Schrumpfens bei milden Härtungsbedingungen erreichbar ist, daß aber eine nahezu vollständige Unterdrückung des Schrumpfens dann erzielt wird, wenn während längerer Zeit und bei höheren Temperaturen gehärtet wird. Es ergibt sich auch aus obiger Tabelle sowie aus Tabelle I, daß manche Beschleuniger im Verfahren wirksamer sind als andere.

Die Einflüsse veränderlicher Prozentsätze von alkylierten Methylolmelaminkondensationsprodukten auf die Minderung des Schrumpfens von wollenem Tuch sind aus Tabelle IV -ersichtlich. Bei dieser Versuchsreihe wurden 212,5X57,5 cm große Worlabschnitte mit verschiedenen Mengen einer wäßrigen Lösung von methyliertem Methylolmelamin imprägniert, die Abschnitte getrocknet und 15 Minuten bei 126,7·°' gehärtet.

Tabelle IV

Prozentsatz methyliertes Methylolmelamin	Schrumpfung in Prozenten nach dem Waschen während	3° Min.	60 Min.
Unbehandelt 10% methyliertes Methylolmelamin 5% 2,5% -	15 Min.	18,0 2,1 3,5 5,5	29,2 2,4 5>5 12,5
ΙΙ,Ι i,4 2,1 4,2

Wie aus vorstehender Tabelle ersichtlich, vermindert eine Herabsetzung der auf den Stoff aufgebrachten Harzfeststoffe die Antischrumpf wirkung sehr erheblich. Obgleich 2,5 Gewichtsprozent von methyliertem Mefhylolmelamin im Stoff dessen Schrumpfung um mehr als die Hälfte vermindern, werden weitaus bessere Ergebnisse erhalten, wenn der Stoff 5% und mehr an Harz enthält.

Trotzdem die Erfindung von manchen Gesichtspunkten· aus in allen Einzelheiten geschildert wurde, ist es klar, daß Abänderungen durch Fachleute getroffen werden können, ohne daß der Rahmen der Erfindung überschritten würde. So

Mit 4°/₀ saurem Methylpyrophospha tals Beschleuniger.

kann man ζ. B. eine Dispersion von Methylolmelamin in einem geeigneten primären Alkohol, wie Methyl-, Butyl-, Cerylalkohol usw., auf die Worl·· ware aufbringen und erhitzen. Dabei entsteht eine erhebliche Menge von alkyliertem Methyloltnelamin an Ort und Stelle und die so behandelte Ware hat, wie angestellte Versuche ergaben, ein beträchtliches Maß an Schrumpfwiderstand erreicht. Da dies offenbar im Geiste der Erfindung liegt, ίο sollen diese und ähnliche Abänderungen in den Bereich der Erfindung fallen.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Verminderung der Verfilz- und Schrumpfneigung von Wolle und wollhaltigen Stoffen durch Behandlung derselben mit einem Melaminkondensationsprod'ukt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wolle mit einer Lösung oder Dispersion eines im wesentao liehen unpolymerisierten alkylierten Methylolmelamine derart imprägniert, daß sich in der Wolle 2,5 bis 15 Gewichtsprozent des Kondensationsproduktes, gerechnet auf das Trockengewicht der Wolle, ablagern und daß dann die so imprägnierte Wolle auf ausreichend hohe Temperaturen zwischen 93 und 150⁰ erhitzt wird, um das Kondensationsprodukt in der Wollte in den wasserunlöslichen Zustand überzuführen.
2. Verfahren nach Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß das· alkylierte Methylolmelamin in Gestalt einer wäßrigen Lösung oder Dispersion, nötigenfalls unter Zusatz eines organischen Lösungsmittels, verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als alkyriertes Methylolmelamin ein methyliertesi oder äthyliertes Methylolmelamin verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als alkyl'iertes Methylolmelamin ein Reaktionsprodukt des Butyläthers des Diäthylenglykols mit Methylolmelamin verwendet wird.
5. Verfahren nach irgendeinem der vorangeführten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wolle in Form von Mischgeweben behandelt wird. ·

Angezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 150002.

3 5812 3.53