<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur dauernden Verformung von Keratinfasern
Es ist bekannt, dass mit Hilfe alkalischer, speziell ammoniakalischer Lösungen von Thioglykolat
Keratinfasern dauernd verformt werden können, indem man die Fasern, z. B. Wolle oder Pelze mit einer solchen Lösung behandelt, das behandelte Gut unter entsprechender Zugbeanspruchung in die gewünschte Form bringt und nach einer von der Beschaffenheit des Gutes abhängigen Einwirkungszeit mit einer oxydierenden Flüssigkeit nachbehandelt. Ferner schliesst auch noch eine Säurebehandlung an. Zweck dieses Vorgehens ist eine Quellung der Keratinfaser, d. h. Lösung der Salzbindungen des Keratins, ferner hydrolytische und durch Anlagerung von reduzierenden Mitteln an die Cystinschwefelbrücken bewirkte Spaltung derselben, durch welche beiden Vorgänge die Verformbarkeit der Keratinfaser gewährleistet ist.
Hierauf werden durch Oxydation und Entfernung des Alkalis die zuvor gelösten Bindungen an neuen Stellen wieder hergestellt, wodurch die gewünschte Verformung fixiert wird. Die geschilderten Spaltungsvorgänge, ebenso wie die Quellung, werden durch die Temperatur wesentlich beeinflusst. Je höher die Temperatur, desto rascher verlaufen Spaltung der Schwefelbindungen und Lösung der Salzbindungen. Ein Beispiel hiefür ist die Heiss- und Mildverformung von Wollfasern und Haaren, bei der zur Erzielung von Haarkräuselung bei Temperaturen zwischen 60 und 1200C und vielleicht noch höher gearbeitet wird. Demgegenüber steht die Kräuselung bei zirka 30 - 400, bei der alkalische Lösungen verschiedener Merkaptane auf Haare zur Einwirkung gelangen.
Bemerkenswert und aus der wissenschaftlichen Literatur bekannt ist, dass Thioglykolsäurelösungen oder Lösungen von Thioglykolsäure und Thioglykolat zwar die Schwefelbindungen von Keratinfasern spalten, aber wie die Praxis lehrt, lassen sich dadurch keine Kräuseleffekte erzielen. Ferner ist in diesem Zusammenhang bekannt, dass trotz stattfindender Spaltung eine Zerstörung der Keratinfaserstruktur nicht eintritt. Alkalische Lösungen quellen deutlich sichtbar die Keratinfasern. Diese Quellung ist hinsichtlich ihres Ausmasses und ihres zeitlichen Ablaufs abhängig von der Art des alkalischen Mittels und in bereits erwähnter Weise auch durchaus durch die Temperatur zu beeinflussen.
Versuche zeigen immer wieder, dass man eher mit einem alkalischen Mittel im Temperaturbereich von 30 bis 1200C einen kräuselnden Effekt an Keratinfasern zu erzielen vermag, ohne dass hiebei gleichzeitig eine reduzierende Substanz zur Einwirkung gelangt, als mit einem Reduktionsmittel in saurem PH-Bereich allein.
Andere Versuche zeigen ernsthaft Nachteile einer Behandlung, durch die Merkaptane und Alkalien gemeinsam und gleichzeitig vom Beginn des Kontaktes eines solchen Gemisches mit der Keratinfaser zur kombinierten Einwirkung gelangen. Das Gefüge der Keratinfaser leidet ganz offensichtlich, indem ein Teil der Fasersubstanz weitgehende Zerstörungen erfährt, so dass derart behandeltes Gut besonders deutlich an mechanischer Festigkeit und an Elastizität verliert. Es ist ferner praktisch nicht zu umgehen, dass bei Herstellung einer Kräuselung bei 30 - 400 die Blösse und auchdie Hände des Ausübenden mitder Mercaptan und Alkali enthaltenden Lösung aufs engste in Berührung kommen.
Die Folgen hievon sind unmittelbareSchädigungender Blösse, ganz abgesehen von etwaigen allergischenErscheinungen andenHänden des Ausübenden.
Untersuchungen haben nun überraschenderweise ergeben, dass man das Ausmass der geschilderten Übelstände auf ein Minimum herabsetzen kann, wobei gleichzeitig die günstigen Fasereigenschaften kaum beeinträchtigt werden, indem man das Gut einer zweistufigen Behandlung unterwirft. Das erklärt sich auf folgende Weise :
Im sauren Gebiet ist lediglich eine minimale Quellung zu verzeichnen und die Spaltung der Schwefelbrücken ist die Hauptreaktion. Die alkalische Lösung quillt die Faser vorzugsweise durch Lösen der
<Desc/Clms Page number 2>
Salzbindungen. Gleichzeitig aber tritt auch Hydrolyse der Schwefelbrücken ein. Bei der gleichzeitigen
Einwirkung von Alkali und Thioglykolat ist sonach ein konkurrierender Ablauf der durch beide Agentien bewirkten Reaktionen anzunehmen.
Es ist selbstverständlich, dass in der Keratinfaser die Schwefelbrücken statistisch verteilt sind und die Wahrscheinlichkeit, dass bei gleichzeitiger Einwirkung von Thioglykolat und Alkali die Hydrolyse der Schwefelbrücken in besonders grossem Ausmasse stattfindet, ist ausserordent- lich gross. Wenn aber durch Einwirkung von Thioglykolsäure im sauren Bereich deren Anlagerung an die
Disulfidbrücken des Keratins erfolgte, so werden statistisch gesehen wesentlich mehr Schwefelbrücken durch die Anlagerung der Thioglykolsäure aufgespalten sein, als etwa in Gegenwart von Alkali.
Wenn so- nach die Alkalieinwirkung erst nach der spaltenden Anlagerung stattfindet, so werden statistisch gesehen wesentlich mehr Schwefelbrücken mit grosser Wahrscheinlichkeit schonend aufgespalten, so dass dann bei . der oxydierenden Nachbehandlung im grösseren Umfange eine Neubildung von Schwefelbrücken erfolgen muss, als wenn eine grosse Zahl von Schwefelbrücken zu Sulfhydrylkeratin und Sulfonkeratin aufgeschlos-
EMI2.1
EMI2.2
Die bisherige alkalische Behandlung mit Mercaptanen verläuft nach A. Schöberl gemäss
EMI2.3
Es ist aus der brit. Patentschrift Nr. 453700 schon ein Verfahren bekannt, nach welchem keratinhaltige Fasern in einer ersten Behandlungsstufe in saurem Medium mit reduzierenden Chemikalien und gegebenenfalls in einer zweiten Behandlungsstufe mit Alkalien behandelt werden, worauf sich eine Oxydationsbehandlung anschliesst.
Als Reduktionsmittel werden u. a. anorganische Sulfite und Sulfide angegeben. Nach den Richtlinien dieser Patentschrift kann auch das Mercaptan Cysteinhydrochlorid als Vertreter eines organischen Reduktionsmittels verwendet werden. Cysteinhydrochlorid ist jedoch auf Grund seiner geringen Wirksamkeit im sauren Gebiet wenig geeignet, gemäss vorliegender Erfindung als Dauerwellmittel verwendet zu werden. Erst in der alkalischen Lösung des Cysteinhydrochlorids liegt das Alkalisalz des Cysteins vor und entfaltet seine volle Reduktionswirkung.
Erfindungsgemäss verwendet man deshalb unter besonderer Berücksichtigung des tatsächlichen Faserzustandes zunächst eine im sauren Bereich gepufferte wässerige Lösung einer aliphatischen oder aromatischen Mercaptocarbonsäure mit 1-7 C-Atomen, die keine andern Substituenten enthält, wie z. B.
Thioglykolsäure und einem Salz einer SH-Gruppen-haltigen Säure, also z. B. Thioglykolat und nach passender Einwirkungsdauer eine alkalische Lösung zur Nachbehandlung. Nach entsprechender Einwirkungsdauer verfährt man wie üblich, indem man ein Oxydationsmittel zur Zerstörung des spaltenden Stoffes und Schliessung der gespaltenen Schwefelbrücken und zur Entquellung eine Säure verwendet. Obwohl die zweite Stufe des erfindungsgemässen Verfahrens im alkalischen Medium verläuft, ergeben sich infolge der Zweistufigkeit der Behandlung überraschenderweise wesentlich geringere Beeinträchtigungen der Faserstruktur, als wenn man Spaltungs-und alkalisches Mittel gleichzeitig vom Beginn des Kontaktes des betreffenden Lösungssystems mit den Fasern zur Einwirkung brächte.
Unter alkalischen Mitteln werden erfindungsgemäss nicht nur Ammoniak, NaOH oder KOH verstanden, sondern auch infolge Hydrolyse alkalisch reagierende Salze, beispielsweise Borate, Karbonate, Phosphate, es werden aber auch darunter wasserlösliche organische Basen verstanden, wie beispielsweise Alkanolamine. Die der einen Stufe entsprechenden Lösungen können auch Gemische von solchen Mitteln, die sich an die Cystinschwefelbrücken anlagern können, oder Mittel enthalten, die die spaltende Wirkung im sauren Bereich zu fördern vermögen. Das Gleiche gilt erfindungsgemäss von den alkalischen Lösungen für die zweite Behandlungsstufe, die sinngemäss verschiedene alkalisch reagierende Substanzen enthalten können, sowie Zusätze, die die alkalische Wirkung auf die Keratinfaser günstig beeinflussen.
Durch Versuche hat sich herausgestellt, dass Zusätze von Rhodanien sowohl zu den sauren Lösungen der ersten als auch zu den alkalischen Lösungen der zweiten Behandlungsstufe besondere Wirkungen erzielen lassen und
<Desc/Clms Page number 3>
vor allem auch einen Schutz der Faserstruktur in vermehrtem Umfange für die beiden Behandlungsstufen gewährleisten.
Beispiel l : Behandlungsstufe I : Eine wässerige Lösung von 7, 83 g Thioglykolsäure/100 ml Lösung, mit Ammoniak ein-
EMI3.1
5.Behandlungsstufe II :
100 ml einer ammoniakalischen Lösung, die 5 g Kaliumrhodanid enthält und einen pH-Wert von 9, 5 aufweist.
Das Fasergut durchfeuchtet man gründlich mit der sauren Lösung, lässt im geformten Zustande unter etwaigem Nachfeuchten je nach Fasersorte z. B. 3 bis zirka 20 Minuten einwirken und feuchtet nach der gewählten Zeitspanne mit der alkalischen Lösung nach, deren Einwirkungszeit je nach Fasersorte z. B.
3 - 20 Minuten betragen kann. Man erhält auf diese Weise eine haltbare Kräuselung, wenn man in ansieh bekannter Weise oxydierend und säuernd nachbehandelt.
Beispiel 2 : Behandlungsstufe I : 7, 5 g a-Thiomilchsäure/100 ml Lösung mit Ammoniak auf ein PH von 2, 8 einge- stellt.
Behandlungsstufe II :
100 ml einer Triäthanolaminlösung mit einem pH-Wert von 9.
Die Behandlung des Gutes erfolgt wie in Beispiel 1. Man erhält eine Kräuselung bei Raumtemperatur.
Beispiel 3 : Man bereitet mit 10 g Thioglykolsäure und Zusatz von Alkali eine Lösung vom PHWert 3, 5, lässt je nach Fasersorte z. B. 3 - 20 Minuten einwirken (Behandlungsstufe I) und schliesst eine Behandlung mit einer alkalischen Lösung vom PH 9, 2 an (Behandlungsstufe II), wobei gleichzeitig durch Wärmezufuhr beliebiger Art Temperatursteigerungen bis zu 800C auf dem Fasergut erzielt werden. Nach der üblichen oxydierenden und säuernden Nachbehandlung erzielt man eine haltbare Kräuselung.
Beispiel 4 : Eine Lösung von 7, 5 g a-Thiomilchsäure und 5 g Formamidinsulfinsäure stellt man mit Ammoniak auf PH 4, 3 ein (Behandlungsstufe I), lässt auf das Gut z. B. 3 - 20 Minuten einwirken und setzt dann mit der Behandlungsstufe II ein, mit einer ammoniakalischen Lösung von Kaliumrhodanid,
EMI3.2
Die nach diesem Verfahren erhaltene Kräuselung zeichnet sich durch besondere Festigkeit und natürliches Aussehen aus. Faserschädigungen in dem sonst bisher üblichen Ausmasse sind nicht mehr festzustellen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur dauernden Verformung von Keratinfasern in einem 2-stufigen Arbeitsgang bei zuerst saurer Behandlung mit einem Reduktionsmittel und anschliessender alkalischer Behandlung, bei einem PHWert von höchstens 9, 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Reduktionsmittel eine wässerige Lösung einer aliphatischen oder aromatischen Mercaptocarbonsäure mit 1 - 7 C-Atomen, die keine andern Substituenten enthält, wie z. B. Thioglykolsäure, Thiomilchsäure oder Thiosalicylsäure, bei einem pH-Wert unter 7 verwendet wird.