VERFAHREN ZUR VEREDLUNG FASERIGEN WOLLMATERIALS

Abstract

 Nach der vorliegenden Erfindung wird ein Wollfasermaterial in eine gesättigte Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz, die eine Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Monochloressigsäure oder Dichloressigsäure enthält getaucht, um die Säure den Randbereichen des Endocuticula der Schuppen der Wollfaser einzuverleiben, während die Einverleibung der Säure in andere Bereiche durch die gesättigte Lösung des neutralen Salzes kontrolliert wird, und die säurehaltigen Randbereiche werden allmählich chloriert, indem die Wollfaser in eine Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz oder Wasser getaucht wird, das Natriumhypochlorit, Natriumchlorit oder Chlorcyanursäuresalz enthält, nachdem ein pH im neutralen Bereich eingestellt worden ist. Dann wird die Flüssigkeit von der behandelten Wollfaser entfernt und die Wollfaser wird in Wasser getaucht, um die chlorierten Bereiche quellen zu lassen. Die chlorierten Bereiche werden anschließend durch Waschen mit Wasser entfernt, und die nichtchlorierten, restlichen Bereiche der Oberflächenschicht der Wollfaser werden mit einer Lösung behandelt, die Natriumpyrosulfit und eine wässrige Flüssigkeit, wie wässrigen Ammoniak, enthält, und dann durch Waschen mit Wasser entfernt, um die Oberfläche der Wollfaser zu glätten.
Wenn Alpakalamm nach der vorliegenden Erfindung behandelt wird, kann ein neues Fasermaterial erhalten werden, das einen weichen Griff, guten Glanz und ein mohairähnliches Aussehen hat, das der ultrafeinen Mohairwollefaser sehr ähnlich ist. Eine ultrafeine Merinöwollefaser, die in Australien hergestellt worden ist, wird nach der vorliegenden Erfindung zu einem Wollmaterial modifiziert, das seinem Aussehen und seinem Griff nach Kaschmirwolle ähnlich ist. Weiterhin kann eine Teeswater-Wolle-Faser nach der vorliegenden Erfindung zu einem Wollmaterial modifiziert werden, das eine Güte aufweist, die mit der von Mohair vergleichbar ist.
Die Wollfasern, die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt werden, weisen eine hervorragende Schrumpffestigkeit und eine Färbbarkeit auf und die gefärbten Fasern weisen eine satte Farbe mit einer hervorragenden Transparenz und einem hervorragenden Glanz auf, und die Echtheitseigenschaften sind überaus exzellent.

Beschreibung

[0001] Mit dem Ausdruck "Wollfasern", der bei der vorliegenden Erfindung benutzt wird, sind schuppenaufweisende Fasern zu verstehen, die von Schafen, Ziegen, Lamas, Alpaka und ähnlichen Tieren erhalten werden.

[0002] Wollfasern sind zusammengesetzt aus Aggregaten von prosenchymatischen. Cortexzellen, die die Cortex im Innern der Fasern bilden, sowie flachen Cuticulazellen, die die Oberflächenschichten bilden. Die Cuticulazellen sind schuppenförmig und die oberen Enden dieser Zellen verlaufen in Form übereinanderliegender Kanten, um die Cortex zu schützen.

[0003] Die Oberflächenschicht von Wollfasern erstreckt sich von der Außenseite nach innen und weist eine Exo- cuticula,eine Endocuticula und eine diese Cuticula umgebende Epicuticula auf. In der Endocuticula sind polare Gruppen in größten Mengen enthalten. Die Endocuticula auf der Innenseite der Randbereiche der Cuticulazellen bildet eine Schicht, die bei Wasserabsorption leicht quillt und durch sie leicht beeinflußbar ist.

[0004] Das Verfahren zur Modifizierung von Wollfasern zur Steigerung von deren Gütegrad nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, Randbereiche, die in Form von Schuppen auf den Oberflächen der Wollfasern verlaufen, lokalisiert zu chlorieren, die chlorierten Randbereiche durch die Reduktionsbehandlung aufzulösen und zu entfernen, um die Oberflächen der Wollfasern zu glätten und die geglätteten Oberflächen zu verstärken, um Wollfasern erhöhter Güte zu erhalten, die eine glatte Oberfläche und eine gute Beständigkeit aufweisen.

Technischer Hintergrund

[0005] Was das herkömmliche Chlorierungsverfahren, um Wollfasern Glanz zu verleihen, betrifft, so ist ein Verfahren versucht worden, bei.dem Fasern in einer konzentrierten, wässrigen Lösung von Natriumchlorid durch eine zugemischte, saure, wässrige Lösung eines Chlorierungsmittels behandelt wurden. Bei diesem Verfahren verläuft die Chlorierung sehr stürmisch bzw. kräftig, und es werden nicht nur Cuticulazellen, die das Innere der Wollfaser schützen, sondern auch Cortexzellen unterschiedslos zerstört, und die Wollfasern werden hart und rauh. Darüber hinaus werden die mechanischen Eigenschaften in bestimmten Bereichen abgebaut, und wenn diese Fasern gefärbt werden, wird eine unregelmäßige Färbung erzeugt aufgrund der Unterschiede der Absorptionsfähigkeit, und das gefärbte Produkt hat ein fleckiges Aussehen. Außerdem wird die Echtheit drastisch herabgesetzt. Kurzum, es werden nur beschädigte Fasern mit dem oben erwähnten, herkömmlichen Chlorierungsverfahren erhalten.

[0006] Nach der vorliegenden Erfindung wird die erforderliche Menge einer Säure der Innenseite der Projektion schuppenförmiger Randbereiche der Wollfasern einverleibt, wo Wasser sehr gleichmäßig absorbiert ist, während die anderen Bereiche von einer gesättigten Lösung eines neutralen Salzes kontrolliert werden, so daß der Säure die Möglichkeit genommen wird, in diese Bereiche zu dringen, worauf in einem Chlorierungsbad Chlor durch die einverleibte Säure aktiviert wird und die Chlorierung nur in genau begrenzten Bereichen erfolgt. Infolgedessen wird durch die vorliegende Erfindung ein Chlorierungsverfahren bereitgestellt, durch das sämtliche Nachteile des herkömmlichen Verfahrens eliminiert sind. Bei den darauffolgenden Reduktions- und Wasserwaschschritten werden die Oberflächen der Wollfasern geglättet. Damit werden nach der vorliegenden Erfindung die Wollfasern modifiziert und deren Gütegrad wird durch dieses spezifische Verfahren erhöht.

[0007] Der Umstand, daß die Endocuticula des Randbereichs eine Struktur aufweist, die in der Lage ist, leicht Wasser zu adsorbieren oder absorbieren, damit die Oberfläche der Wollfaser wasserabstoßendist, ist in der folgenden Literaturstelle beschrieben: "Structure of Surface Layer of Wool" zusammengestellt von Ryoji Nakamura, in "Crimp, Wool and Technique", Nr. 33, Seiten 3 bis 9, veröffentlicht am 30. Juni 1976 durch das Internationale Wollsekretariat.

Darstellung der Erfindung

[0008] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Modifizierung von Wollfasern, um deren Gütegrad zu erhöhen, bei dem die Randbereiche an den Oberflächen der Wollfasern entfernt werden, um modifizierte Wollfasern mit einer glatten Oberfläche und gutem Griff zu erhalten. Genauer gesagt, wird durch die vorliegende'Erfindung eine Modifiziertechnik angegeben, durch die zahlreiche Eigenschaften der Wollfasern, wie Glanz, Weichheit, Krumpffestigkeit und Färbbarkeit verbessert werden können, ohne Grundeigenschaften der Ausgangswollfasern abzubauen. Beispielsweise werden Alpakalammfasern, Merinowollfasern und Teeswater-Wollfasern zu feinen mohairähnlichen Fasern bzw. kaschmirähnlichen Fasern bzw. mohairähnlichen Fasern nach der neu entwickelten Technik der vorliegenden Erfindung modifiziert. Nach der vorliegenden Erfindung wird zuerst ein Wollfasermaterial in eine gesättigte Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz eingetaucht, die eine Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Monochloressigsäure oder Dichloressigsäure, enthält. Da die Oberfläche der Wollfaser sehr wasserabstoßend ist, ist eine gesättigte Lösung eines solchen starken Elektrolyten nicht in der Lage, die Oberfläche der Wollfaser aufzulösen. An der Innenseite der Randbereiche der Schuppen der Wollfaser ist jedoch der Endocuticula-Bereich vorhanden, der große Mengen polarer Gruppen enthält und dem im normalen Zustand Wasser einverleibt ist, und die Säure ist in diesem Bereich in in diesem Wasser gelösten Zustand enthalten. Danach wird die Wollfaser in eine gesättigte Lösung eines neutralen Salzes oder in Wasser, das Natriumhypochlorit, Natriumchlorit oder Chlorcyanursäuresalz enthält, getaucht. Im Falle des Natriumhypochlorits, das in einem stark alkalischen Zustand mit einem pH-Wert von 12 zur Stabilisierung geliefert wird, wird eine Säure zugegeben, um kurz vor dem Eintauchen eine Neutralisierung durchzuführen, und die Lösung wird im neutralen Zustand verwendet; hingegen ist diese vorherige Neutralisierung im Falle des Chlorcyanursäuresalzes nicht erforderlich, das in Wasser gelöst wird, um eine neutrale Lösung zu bilden. Wenn die Wollfaser so in die Lösung eines Chlorierungsmittels, wenn Natriumhypochlorit, Natriumchlorit oder Chlorcyanursäuresalz, eingetaucht worden ist, wird das Chlor des Chlorierungsmittels in den säurehaltigen Bereichen aktiviert, um die Chlorierung herbeizuführen, wohingegegen in anderen Bereichen keine Chlorierung eingeleitet wird, weil diese Bereiche von der gesättigten Lösung des Natriumchlorids oder Glaubersalz umgeben sind. Dann wird die Wollfaser in Wasser getaucht, wodurch der chlorierte Bereich quillt. Wenn die Wollfaser, in Wasser getaucht wird, das das Chlorierungsmitteln enthält, werden die Chlorierung und das Quellen gleichzeitig in dem säurehaltigen Bereich beschleunigt. In diesem Fall ist die Reaktion daher relativ stürmisch oder kräftig. Dann wird die Wollfaser mit einer alkalischen Lösung behandelt, die ein Reduktionsmittel, wie Natriumpyrosulfit und Ammoniak oder dergleichen enthält, wodurch die nicht-chlorierten restlichen Bereiche reduziert und aufgelöst werden, um die Oberfläche der Wollfaser zu glätten.

Beste Ausführungsform zur Druchführung der Erfindung

[0009] Die jeweiligen Schritte des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung zur Modifizierung von Wollfasermaterialien, um deren Gütegrad zu erhöhen, werden nunmehr anhand der folgenden Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

[0010] (1) Eine Wollfaser wird in eine gesättigte Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz, eingetaucht, die eine Säure enthält, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure; Essigsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Monochloressigsäure oder Dichloressigsäure, wodurch die Säure dem Randbereich in der Endocuticula der Schuppen der Wollfaser einverleibt wird, welcher gegenüber Wasser empfindlich ist und in der Lage ist, durch Wasser aufzuquellen. Das Ausmaß des Einverleibens der Säure wird durch den Grad des Färbens mit Benzylpurpur 4B bestimmt. Die Eintauchzeit, die Säurekonzentration und die Temperatur werden nach dem gewünschten Ausmaß der Säureeinverleibung festgelegt.

[0011] (2) Natriumhypochlorit, Natriumchlorit oder Chlorcyanursäuresalz wird zu einer gesättigten Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz, gegeben und nachdem der pH auf 6 bis 7 eingestellt worden ist, wird die Wollfaser in diese Lösung getaucht. Natriumhypochlorit wird normalerweise nach der folgenden Reaktionsgleichung zersetzt:

[0012] Da jedoch die wässrige Lösung mit einem neutralen Salz, wie Natriumchlorid (NaCl) gesättigt ist, wird NaClO nicht zersetzt und weder NaCl noch O gebildet. selbst wenn NaClO, das normalerweise unter neutralen Bedingungen nicht stabil ist, verwendet wird, werden demnach die folgenden Reaktionen inhibiert:

[0013] Wenn jedoch Säure anwesend ist, wird Chlor schlagartig gebildet, wie unten gezeigt ist:

[0014] Die Säure, die der Oberflächenschicht einverleibt ist, bewirkt demnach die Chlorierung und die Reaktion schreitet sehr graduell in einem solchen Zustand fort, daß das Chlorgas kaum aus der Oberflächenschicht austritt. Wenn Wasser benutzt wird, das ein solches Chlorierungsmittel enthält, schreitet die Chlorierung relativ kräftig durch die Säure, die in der Wollfaser enthalten ist, fort, um Chlor zu bilden.

[0015] Bei diesem Schritt wird die Konzentration des Natriumhypochlorits so eingestellt, daß die effektive Chlormenge 1 bis 13 Gew.-% (%owf) ist, bezogen auf das zu behandelnde Material.

[0016] (3) Die Flüssigkeit wird von der so behandelten Wollfaser entfernt und die Wollfaser wird in Wasser eingetaucht, wodurch das neutrale Salz entfernt wird und der chlorierte Bereich schwillt zu dem Zustand an, in dem er leicht herausgelöst werden kann. Dann wird der gequollene oder angeschwollene Bereich mechanisch mit kaltem Wasser oder mit auf 30 bis 40° C gehaltenem, warmem Wasser weggewaschen.

[0017] (4) Der restliche Bereich wird mit der folgenden Lösung drei bis fünf Minuten lang behandelt:

[0018] Durch diese Behandlung werden 95 bis 100 % des Randbereichs aufgelöst und die Oberfläche der Wollfaser ist geglättet.

[0019] Dann wird der gelöste Oberflächenbereich mit kaltem Wasser oder auf 30 bis 40 C gehaltenem warmem Wasser weggewaschen.

[0020] (5) Die Wollfaser wird dann 3 bis 6 Minuten in einer Lösung behandelt, die 3 - 10 ml/l Formalin (37 %ige Lösung) enthält, einen auf einen neutralen Wert eingestellten pH aufweist und auf 50 - 90° C gehalten wird, um die Oberfläche der Wollfaser zu verstärken, worauf die so behandelte Wollfaser gewaschen wird. Damit ist das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung abgeschlossen.

[0021] Eine weitere Ausführungsform wird nunmehr detaillierter beschrieben.

Beispiel 2

[0022] Lincoln-Oberwolle (Lincoln wool top) mit einem Durchmesser von 36,5 u wird bei 20° C in folgende Lösung getaucht:

[0023] Dam wird sie mit 1% Benzylpurpur 4B gefärbt und mit dem Mikroskop betrachtet. Es wurde festgestellt, daß die Säure in den Randbereich des Endocuticula innerhalb von etwa 6 Minuten einverleibt ist.

[0024] Aufgrund der Ergebnisse des oben angegebenen Vorversuchs wird das Lincoln-Wollhaar für sechs Minuten in die oben genannte Lösung getaucht, die Natriumchlorid und Chlorwasserstoffsäure enthält. Danach wird die Wollfaser mit einem.Flüssigkeitsentfernungsverhält- nis von 100 % abgepresst und in die folgende Lösung getaucht, deren pH durch Zugabe von Chlorwasserstoffsäure auf 6,5 eingestellt ist:

[0025] Die Lösung wird 10 Minuten bei 20 - 22⁰ C umgewälzt. Die Flüssigkeit wird entfernt, der Randbereich wird mit kaltem Wasser quellen gelassen und die behandelte Wollfaser wird mit Wasser gewaschen. Anschließend wird die Wollfaser bei 25° C 3 Minuten in der folgenden Lösung behandelt:

[0026] Die Flüssigkeit wird entfernt und die behandelte Wolle wird mit auf 35° C gehaltenem, warmen Wasser gewaschen. Dann wird die Wollfaser bei 80° C 30 Minuten lang in der folgenden Lösung behandelt, deren pH durch Zugabe von Essigsäure auf 5 eingestellt ist:

[0027] Die behandelte Wollfaser wird mit Wasser gewaschen und getrocknet. Das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren ist damit abgeschlossen.

[0028] Das so behandelte Wollhaar hat einen herrlichen Glanz, der dem von Mohair gleicht und einen sehr weichen Griff. Wenn es mit dem Mikroskop betrachtet wird, kann der Oberflächenzustand von dem von Mohair kaum unterschieden werden.

Industrielle Anwendbarkeit

[0029] Wollfasern, die bisher für Mischprodukte mit Mohairwolle verwendet worden sind, können nach der vorliegenden Erfindung modifiziert werden und es können Wollfasern hoher Güte erhalten werden, die Schleifengarne, gewirkte Gewebe und Strickwaren ergeben, die mit jenen vergleichbar sind, die ausschließlich aus Mohairwolle bestehen. Darüber hinaus sind die modifizierten Wollfasern nach der vorliegenden Erfindung hinsichtlich zahlreicher Eigenschaften, wie Waschbeständigkeit und Färbbarkeit, hervorragend.

[0030] Die vorliegende Erfindung kann bei zahlreichen Arten von Wollfasern angewandt werden und zahlreiche hervorragende Produkte können erhalten werden, beispielsweise folgende:

(1) Wenn Alpakalammfaser mit einem Durchmesser von 22 p nach der vorliegenden Erfindung behandelt wird, kann eine modifizierte Wollfaser mit einem mohairähnlichen Aussehen und weichem Griff erhalten werden. Obgleich das feinste Mohair, das in der Natur erhältlich ist, einen Durchmesser von 24 µ aufweist, kann nach der vorliegenden Erfindung eine mohairähnliche Faser ultrahoher Güte mit einem kleineren Durchmesser durch Modifizierung von Alpakalammfaser erhalten werden.

(2) Wenn Merino-Oberwolle (Merino wool top) der Zahl 80 mit einem mittleren Durchmesser von 17,84 p, das in Australien produziert worden ist, nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt wird, kann eine modifizierte Wolle erhalten werden, die einen guten Griff aufweist und frei von einem kratzigen Griff ist, der Wolle eigen ist. Ein gewirktes Gewebe oder eine Strickware, die aus dieser modifizierten Wolle hergestellt ist, hat eine hohe Krumpffestigkeit und einen besonderen Effekt.

(3) Wenn loses Merino-Wollgut mit einem mittleren Durchmesser von 16,8 µ, das in Australien produziert worden ist, nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt wird, wobei eine Färbemaschine für loses Gut oder eine ovale Wollentfettungseinrichtung verwendet wird, kann ein hervorragend modifiziertes Wollmaterial erhalten werden, das ein Aussehen und einen Griff aufweist, das bzw. der mit Kaschmirwolle vergleichbar ist.

(4) Ein Kammgarn aus Teeswater-Wolle mit einer Zahl von 18 (industrielle metrische Garnzahl) wird durch Spinnen erhalten und in Form eines Wickels nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelt, unter Verwendung einer Wickelfärbemaschine vom Pack-Typ oder Smith-Trommel-Typ. Das erhaltene modifizierte Kammgarn weist im wesentlichen die gleichen Eigenschaften auf wie gemischtes Kammgarn, das 80 % junges Mohair enthält und es kann auf den gleichen Gebieten angewendet werden, auf denen dieses gemischte Garn in der Praxis benutzt wird.

Ansprüche

Verfahren zur Modifizierung von Wollfasern, um deren Gütegrad zu erhöhen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wollfasermaterial in eine gesättigte Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz, die eine Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Essigsäure, Ameisensäure, Phosphorsäure, Monochloressigsäure oder Dichloressigsäure enthält,getaucht wird, um die Säure den Randbereichen des Endocuticula der Schuppen der Wollfaser einzuverleiben, das Wollfasermaterial in eine gesättigte, wässrige Lösung eines neutralen Salzes, wie Natriumchlorid oder Glaubersalz, oder in Wasser, das Natriumhypochlorit, Natriumchlorit-oder Chlorcyanursäuresalz enthält, getaucht wird, nachdem ein pH im neutralen Bereich eingestellt worden ist, um eine graduelle Chlorierung in der Wolle zu bewirken, die Flüssigkeit von dem so behandelten Wollfasermaterial entfernt wird, das Wollfasermaterial in Wasser getaucht wird, um die chlorierten Bereiche quellen zu lassen, die chlorierten Bereiche durch Waschen mit Wasser entfernt werden, und das Wollfasermaterial in einer Lösung behandelt wird, die Natriumpyrosulfit und eine alkalische Flüssigkeit, wie wässrigen Ammoniak, enthält, um die Oberfläche der Wollfaser zu glätten.