DE1292131B

DE1292131B - Verfahren zum Faerben von Fasermaterial aus polymerem und copolymerem Acrylnitril

Info

Publication number: DE1292131B
Application number: DE1964G0040817
Authority: DE
Inventors: Bindler; Dr Jakob; Zurbuchen Jacques Muttenz
Original assignee: JR Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1963-06-11
Filing date: 1964-06-10
Publication date: 1969-04-10
Also published as: BE649077A; CH394115A; GB1018346A; AT253457B; ES300840A1; NL6406565A

Description

ist das speckige, glänzende Aussehen der nach bekannten Verfahren hergestellten Spinnkabel unerwünscht.

Es wurde nun gefunden, daß man Fasermaterial aus polymerem und copolymerem Acrylnitril entgegen allen Erwartungen überraschend gut färben, insbesondere kontinuierlich färben kann, wenn man dieses Material mit einer verdickten, wäßrigen sauren

lösliche Kondensationsprodukte von 1 Äquivalent io Laufeigenschaften beim »Reißen« des Kabels, z. B. Fettsäuren mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder von im Turbostapler. Außerdem ist der voluminöse Gemischen solcher Fettsäuren mit 1 bis 3Äquivalenten Griff der erfindungsgemäß hergestellten Produkte Di- und/oder Trialkanolamin enthält. Diese Kon- ausschlaggebend für ihre weitere Verwendung zur densationsprodukte sind in der USA.-Patentschrift Herstellung von Hochbauschgarnen, die vor allem 2 089 212 beschrieben. Solche Imprägnierflotten wei- 15 zur Herstellung von Pullovern und dergleichen Textilsen alkalische bis neutrale pH-Werte auf. Aus der artikeln dienen. Bei der Herstellung solcher Artikel französischen Patentschrift 1 318 817 ist ein Verfahren zum Färben von Textilfasern, worunter auch
Polyacrylnitrilfasern in Gegenwart von Kondensationsprodukten von Fettsäuren, wie Kokosfett- 20
säuren mit Dialkanolaminen, z. B. Diäthanolamin
in Konzentrationen von mindestens 20 g pro Liter
Imprägnierflotte, bekannt, das jedoch nicht die Verwendung von basischen Farbstoffen erwähnt, sondern auf Polyacrylnitrilfasern mit einem 1 : 2-Chrom- 25 Lösung mit einem pH-Wert unter 4,5, die mindestens metallkomplexfarbstoff arbeitet (Beispiel 3). Die Im- einen basischen Farbstoff und wasserlösliche Konprägnierflotten dieses Verfahrens zeigen, bedingt densationsprodukte von 1 Äquivalent Fettsäuren mit durch das Hilfsmittel, ebenfalls alkalische bis neu- 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder von Gemischen trale pH-Werte. solcher Fettsäuren mit 1 bis 3 Äquivalenten Di-

Es war nicht zu erwarten, daß beim Arbeiten mit 30 und/oder Trialkanolamin sowie gegebenenfalls weisolchen Hilfsmitteln in stark saurem Medium eine tere in der Färberei übliche Hilfsmittel enthält, bei Verbesserung der Affinität basischer Farbstoffe für
Acrylnitrilfasern erzielt werden konnte. Vielmehr
wurde erwartet, daß in stark saurem Medium eine
geringere Dissoziation des Farbstoffs und damit 35
eine größere Neigung desselben, in der Farbflotte zu
verbleiben, und daneben eine Zurückdrängung der
Dissoziation der farbstoffaffinen Gruppen in den
Fasermolekülen und damit wiederum eine Herabminderung der Aufnahmefähigkeit der Fasern für 40 den durch Erhitzen von 1 Äquivalent Fettsäuren von den Farbstoff erzielt werden würde. Wir haben ge- 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder von Gemischen funden, daß das Gegenteil eintritt und daß beim solcher Fettsäuren mit 1 bis 3 Äquivalenten Di- und/ Arbeiten in wesentlich saurerem Medium, nämlich oder Trialkanolaminen, insbesondere Di- oder Triunterhalb pH-Wert 4,5, eine wesentlich bessere äthanolamin, unter Abspaltung von mehr als 1 Mol Aufnahme der basischen Farbstoffe auf Acrylnitril- 45 Wasser hergestellt.

fasern und insbesondere auf Polyacrylnitril-Spinn- Als Fettsäuren kommen hierbei in erster Linie die kabel erzielt wird als beim bisherigen üblichen Ar- als Kokosölfettsäuren bezeichneten Handelsgemische beiten in schwach saurem Medium, d. h. bei pH- in Betracht. Sie bestehen zu überwiegenden Anteilen Werten um 5 bis 7. aus Laurinsäure und enthalten daneben in wechseln-

Zudem sind Foulardierflotten, welche die oben- 5° den Anteilen noch die Fettsäuren mit 8, 10 und genannten Fettsäure - Alkanolamin - Kondensations- 14 Kohlenstoffatomen. Das bevorzugte Diäthanoiprodukte enthalten, bei einem pH-Wert unterhalb 5 amin läßt sich ganz oder teilweise durch andere in Anwesenheit hoher Säuremengen stabiler als um niedere Alkanolamine ersetzen, beispielsweise durch den Neutralpunkt. Triäthanolamin, Di-2-propanolamin oder Di-3-pro-

Der Zusatz höherer Säuremengen bewirkt, daß 55 panolamin. Insbesondere bei Verwendung von Trider basische Farbstoff sich nicht mehr in den obigen alkanolaminen und 8 bis 12 Kohlenstoffatome auf-Schlieren gelöst befindet, sondern gleichmäßig in weisenden Fettsäuren tritt schon beim Molverhältder ganzen Foulardierflotte gelöst ist. Solche Foular- nis 1 r" 1 unter Abspaltung von 1 Mol Wasser dierflotten erlauben eine universelle Verwendung eine genügende Zerteilbarkeit des Kondensationsbasischer Farbstoffe ohne Einschränkung weder in 60 produktes in der Färbeflotte auf. Im allgemeinen ist der Farbtiefe noch in der Farbstoffkombinations- es jedoch vorteilhaft, wenn ein Mehrfaches der fähigkeit. Beim Arbeiten bei neutralem pH-Wert stöchiometrischen Menge, vorzugsweise die zweiergeben gewisse Farbstoffkombinationen Unegali- fache Menge, an Alkanolamin verwendet wird. Datäten und infolge der Flottenstabilität nach wenigen bei ist es günstig, wenn mindestens ein Mol des Minuten Laufzeit Farbtonänderungen. Da die Praxis 65 _Zur Verwendung gelangenden Alkanolamine noch meistens mit Farbstoffkombination arbeitet, weist an den Stickstoff gebundenen Wasserstoff enthält, das erfindungsgemäße Verfahren in dieser Hinsicht so daß die Möglichkeit zur Säureamidbildung bewesentliche Vorteile auf. steht. Der mengenmäßige Anteil an Kondensations-

Temperaturen, die unter der Aufziehtemperatur dieser Farbstoffe liegen, imprägniert und die behandelte Ware nach üblichen Methoden dämpft.

Die in der erfindungsgemäßen Imprägnierflotte verwendeten Fettsäure-Di- und/oder Trialkanolamin-Kondensationsprodukte können entsprechend dem in der erwähnten USA.-Patentschrift 2 089 212 beschriebenen Verfahren hergestellt werden. Sie wer-

produkt pro Liter Färbeflotte beträgt beispielsweise 15 bis 100 g und vorzugsweise 20. bis 40 g.

Die saure Reaktion verdankt die Imprägnierflotte vor allem der Anwesenheit niederer Fettsäuren, insbesondere Essigsäure, die in Mengen von 30 bis 300 g und insbesondere 40 bis 60 g pro Liter (100%ig) der Imprägnierflotte zugegeben wird, um pH-Werte der Flotte unterhalb 4,5, vorzugsweise zwischen 2,5 und 4, zu gewährleisten.

Die erfindungsgemäß verwendbaren basischen Farbstoffe gehören vorteilhaft den technisch leicht zugänglichen Farbstoffklassen an. Es handelt sich dabei vor allem um insbesondere Oniumgruppen enthaltende Thiazine, Oxazine, Diphenylmethane, Triphenylmethane, Rhodamine, Azo- oder Anthrachinonfarbstoffe und vorzugsweise um Methine und Azamethine, wobei als Oniumgruppen insbesondere Ammoniumgruppen in Betracht kommen.

Als in saurem Bad verträgliche Verdicker sind beispielsweise in der Textilindustrie übliche aufgeschlossene Gummiarten, z. B. sogenannte »Kristallgummi«, oder Verdicker auf Cellulosebasis, wie Johannisbrotkernmehl, Tragant, British Gummi, Polysaccharide, Galactomannan oder Cellulosederivate, wie Methylcellulose oder lösliche Salze der Carboxymethylcellulose, zu nennen. Bevorzugt werden Verdicker aus Johannisbrotkernmehl.

Die Imprägnierflotte kann als weitere in der Färberei übliche Hilfsmittel beispielsweise organische Lösungsmittel, insbesondere Äthylenglykolmonoäthyläther oder Thiodiäthylenglykol sowie auch Äthylencarbonat, enthalten.

Als Fasermaterialien aus polymerem und copolymerem Acrylnitril kommen insbesondere solche in Frage, die zum überwiegenden Anteil, vorzugsweise zu 80 bis 100%, aus diesem Material bestehen.

Das Imprägnieren des Fasermaterials erfolgt beispielsweise durch Bedrucken, Beschichten oder Besprühen, vorzugsweise jedoch durch Foulardieren.

Die erfindungsgemäße Imprägnierflotte stellt man zweckmäßig dadurch her, daß man den basischen Farbstoff mit der verwendeten Essigsäuremenge, vorzugsweise 60- bis 80%ige Essigsäure, anteigt, mit heißem Wasser übergießt und mit einer Mischung versetzt, welche die definitionsgemäßen Kondensationsprodukte sowie gegebenenfalls weitere in der Färberei übliche Hilfsmittel sowie die Verdickungs-· mittel enthält.

Das Fasermaterial kann in- beliebiger Form, beispielsweise in Form von Flocken, Garn und Geweben, insbesondere aber als Spinnkabel (tow) erfindungsgemäß gefärbt werden.

Das Polyacrylnitrilfasermaterial wird mit Vorteil bei 30 bis 40 C imprägniert und hernach auf den gewünschten Gehalt an Imprägnierflotte von ungefähr 60 bis 120% des Fasergewichtes abgequetscht.

Das Dämpfen des imprägnierten Fasermaterials geschieht nach üblichen Methoden, vorteilhaft mit neutralem gesättigtem Dampf.

Die gefärbte und gedämpfte Ware wird zweckmäßig gespült, vorteilhaft mit kaltem oder warmem Wasser, das in der Färberei übliche Zusätze, beispielsweise Ameisensäure oder Essigsäure oder auch antistatisch machende Substanzen oder Schmälzmittel, enthalten kann.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, insbesondere beim kontinuierlichen Färben von Fasermaterial aus polymerem und copolymerem Acrylnitril, sehr tiefe Farbtöne erzielt, die sich durch eine ausgezeichnete Gleichmäßigkeit der Färbung auszeichnen. Insbesondere beim bevorzugten, kontinuierlichen Färben mit einem Gemisch verschiedener basischer Farbstoffe werden keine selektiv gefärbten Faserstellen erhalten.

Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der Erfindung. Darin sind die Temperaturen in Celsiusgraden angegeben. Die Teile sind, sofern etwas anderes nicht ausdrücklich vermerkt ist, Gewichtsteile. Gewichtsteile verhalten sich zu Volumteilen wie Gramm zu Kubikzentimeter.

Beispiel 1

19,2 g des Farbstoffes

-N — CH₃

/C₂H₅

C₂H₅

ZnCk®

6,2 g des Farbstoffes

CH₃O

und 5,3 g des Farbstoffes

CH₃O

C₂H₄OH

ZnCl,⁹

werden in 80 ml 60%iger Essigsäure in der Kälte verrührt und mit 200 ml heißem Wasser übergössen.

Zu dieser Lösung gibt man 40 g Kondensationsprodukt von Kokosölfettsäuren mit 2 Äquivalenten Diäthanolamin (gemäß Beispiel 3 der USA.-Patentschrift 2 089 212), die in 200 ml Wasser vorgelöst sind, sowie 100 ml einer 2%igen Lösung von Johannisbrotkernmehl, füllt das Ganze mit Wasser auf 1 Liter auf und bringt die fertige Imprägnierflotte auf eine Temperatur von 30 bis 40^cC. Der pH-Wert dieser Flotte beträgt ungefähr 3,5 bis 4.

Mit dieser Flotte imprägniert man Spinnkabel (tow) aus Polyacrylnitril, quetscht die Fasern auf einen Flottengehalt von 100% ab und dämpft sie 20 Minuten mit gesättigtem Dampf bei 102°C unter leichtem überdruck.

Danach wird die gefärbte Ware mit 45 ⁰C warmem Wasser mehrmals gespült und mit einer Lösung, welche 4 g im Liter eines Antistatikums und 2 g im Liter eines Schmälzmittels enthält, behandelt.

Man erhält hervorragend gleichmäßig tiefblaustichigrot gefärbte Fasern.

Verwendet man an Stelle der 40 g des aufgeführten Kondensationsproduktes 30 g eines Kondensationsproduktes aus 1 Äquivalent eines Gemisches von Laurin- und Myristinsäure (1:1) mit 2 Äquivalenten Triäthanolamin bei ansonst gleicher Arbeitsweise, so erhält man ebenso tief gefärbte Spinnkabel.

Verwendet man bei ansonst gleicher Arbeitsweise an Stelle der insgesamt 30,7 g des im Beispiel angegebenen Farbstoffgemisches die in der nachfolgenden Tabelle I, Kolonne III aufgeführten Farbstoffe bzw. Farbstoffgemische in den in Kolonneil der Tabelle genannten Mengen, so erhält man Ausfärbungen in den in Kolonne IV angegebenen Farbtönen von ebenfalls guten Eigenschaften.

IV

Farbton auf Poly
acrylnitrilfasern

Farbstoffe bzw. Farbstoflgemische

C-CH = CH-NH

20

27

3,5

3,0

CH₃
Gemisch aus

CH₃O

C-N = N-/ V- n' ,C₂H₅

^C₂H₄OH

ZnCl₃Q

CH₃

C-N = N-N-/'

-N-CH₃

CH₃

C₂H₅

C₂H₅ Cl·³

ZnCl₃®

Blau

Gelb

Marineblau

Fortsetzung

Farbstoffe bzw. Farbstoffgemische

Farbton auf PoIyacrylnitrilfasern

CH,

10

CH,

v\/

,C₂H₄Cl

CH,

Cl⁰

CH,

10

CH,

— CH = CH — NH

C-CH,

10

	CH₃
	CH₃
CH₃	-N-CH₂OC
	CH₃
	Ο NH₂
	W
	ν XJ

Cl®

H₃C

Cl®

10

0 NH

O NH₂

CH₃

OCH₂CH₂N — CH₃ C₂H₅ .

CH₃SO₄Q

10

CH₃SO₄ ⁰

,CH₃

10

j¹ τ

,CH₃

CH,

Cl^e

Gelb

Blau

909 515/1614

Fortsetzung

10

Farbton auf Poly acrylnitrilfasern

Farbstoffe bzw. Farbstoffßemische

17 18

Grün Rot

Beispiel

15 g des Farbstoffes

N-N = N

CH,

und 20 g des Farbstoffes

CH,O

C₂H₅

C₂H₄OH

ZnCl₃ ⁹

werden in 150 ml 80%iger Essigsäure in der Kälte aufgelöst und mit 200 ml heißem Wasser Übergossen. Zu dieser Lösung gibt man 30 g Kondensationsprodukt von Kokosölfettsäuren mit 1,5 Äquivalenten Diäthanolamin (gemäß Beispiel 18 der USA.-Patentschrift 2 089 212), die in 200 ml heißem Wasser gelöst sind, sowie 200 ml einer 7,5%igen Verdickerlösung von Galactomannan und füllt das Ganze mit Wasser auf 1 Liter auf. Der pH-Wert dieser Flotte beträgt ungefähr 2,5 bis 3. Mit dieser Flotte imprägniert man Spinnkabel aus Polyacrylnitril bei einer Temperatur von etwa 40 C, quetscht die Faser auf einen Flottengehalt von 110% ab und dämpft sie während 15 Minuten mit gesättigtem Dampf bei 100 bis 102⁰C. Danach wird die gefärbte Ware auf einer Lisseuse mit warmem Wasser, das ein Antistatikum vom Typ eines kationaktiven Fettsäureimidazolinderivates enthält (4 g/l), gespült und getrocknet.

Man erhält hervorragend gleichmäßig tiefgrün gefärbte, voluminöse Spinnkabel.

Beispiel

CH₃O

C₂H₅

C₂H₄OH

27 g des Farbstoffes werden in 140 ml 60%iger Essigsäure in der Kälte gelöst und mit 250 ml heißem Wasser Übergossen. Zu dieser Lösung gibt man eine Lösung von 25 g Kondensationsprodukt aus

1 Mol Kokosölfettsäuren und 2 Mol Triäthanolamin (gemäß Beispiel 12 der USA.-Patentschrift

2 089 212 hergestellt) in 150 ml heißem Wasser, sowie 300 ml einer 4%igen heißen Verdickerlösung von Galactomannan und füllt die Mischung mit Wasser auf 1 Liter auf. Der pH-Wert dieser Flotte beträgt ungefähr 3 bis 3,5. Bei einer Temperatur von etwa 40°C imprägniert man damit ein Gewebe aus Polyacrylnitril, quetscht auf einen Flottengehalt von etwa 90% ab und behandelt anschließend das Gewebe während 25 Minuten bei leichtem überdruck und bei einer Temperatur von etwa 102^uC mit gesättigtem Dampf im Dämpfer. Sodann wird die gefärbte Ware mehrmals mit einer wäßrigen Lösung, die 4 g/l eines Antistatikums vom Typ eines kationaktiven Fettsäureimidazolinderivates enthält, gespült und schließlich getrocknet.

Man erhält ein gleichmäßig sattblau gefärbtes Gewebe.

ZnCl₃ ⁶

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von Fasermaterial aus polymerem und copolymerem Acrylnitril, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material mit einer verdickten, wäßrigen sauren Lösung mit einem pH-Wert unter 4,5, die mindestens einen basischen Farbstoff und wasserlösliche Kondensationsprodukte von 1 Äquivalent Fettsäuren mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder von Gemischen solcher Fettsäuren mit 1 bis 3 Äquivalenten Di- und/oder Trialkanolamin sowie gegebenenfalls in der Färberei übliche Hilfsmittel enthält, bei Temperaturen, die unter der Aufziehtemperatur dieser Farbstoffe liegen, imprägniert und die behandelte Ware nach üblichen Methoden dämpft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man solche wasserlöslichen Kondensationsprodukte verwendet, die aus 1 Äquivalent Fettsäuren mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen oder von Gemischen solcher Fettsäuren und 2 Äquivalenten Diäthanolamin hergestellt wurde.