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Verfahren zur Herstellung von gleichmässig gefärbten Fasern,
Filmen oder Bändern
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von gleichmässig gefärbten länglichen Gebilden, welche vorwiegend aus hochkristallinem Polypropylen bestehen, d. h. mit andern Worten, auf Artikel wie Garne, Fasern, Bänder und Filme, welche vorwiegend aus hochkristallinem Polypropylen bestehen und welche eine oder beide ihrer Querdimensionen klein im Verhältnis zu ihrer Längsdimension haben. Solche Artikel können beispielsweise durch Auspressen oder Spinnen hergestellt werden.
Es ist bekannt, dass hochkristallines Polypropylen ein farbloses Material mit einem hohen Schmelzpunkt und in den üblichen Lösungsmitteln unlöslich ist, welches in längliche Gebilde mit sehr wertvollen physikalischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften verformt werden kann, aber eine sehr geringe Affinität für Farbstoffe aufweist.
Es wurde nun gefunden, dass es im Falle von Polypropylen möglich ist, gleichmässig gefärbte Artikel zu erhalten, wenn man einen Färbeprozess der Ausgangsmasse anwendet.
Es ist an sich bekannt, Kunststoffe durch Zusatz von Farbstoffen zu einer Polymerschmelze und anschliessendes Verpressen dieser Schmelze zu färben ; doch ist es im Hinblick darauf, dass sehr viele bei verschiedenen Kunststoffen gebräuchliche Farbstoffe, wenn sie zu Polypropylenschmelzen zugesetzt werden, darauf eine abbauende Wirkung ausüben und somit für diesen Zweck nicht in Frage kommen, überraschend, dass es auch Farbstoffe gibt, welche diesen nachteiligen Effekt nicht zeigen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist somit dadurch gekennzeichnet, dass einer Schmelze von Polypropylen wenigstens ein Farbstoff, welcher beim Schmelzpunkt des Polypropylens stabil ist und darauf keine abbauende Wirkung ausübt, beispielsweise ein Farbstoff der Anthrachinonserie, ein Farbstoff der Thioindigoserie oder ein Farbstoff derphthalozyanserie zugesetzt und die geschmolzene Mischung durch Verpres- sen bei 2500C geformt wird.
Die Gebilde können durch ein Auspress- oder Spinnverfahren geformt werden und es können entweder organische oder anorganische Farbstoffe Verwendung finden.
Der Farbstoff kann mit Polypropylen auf verschiedene Art gemischt werden, l. Er kann dem Polypropylen vor dessen Schmelzen zugefi1gtwerden. indem man ihn inPulverform innig mit Polypropylen mischt. 2. Er kann dem Polypropylen nach dessen Schmelzen zugefügt werden bzw. dann, wenn es als Lösung oder Suspension vorliegt. 3. Farbstoff und Polypropylen können in einem üblichen Lösungsmittel gelöst werden.
4. Farbstoff und Polypropylen können in einer Mischung vonzweioder mehrerenLösungsmitteln gelöstwer- den, wovon wenigstens eines ein Lösungsmittel für den Farbstoff darstellt.
Geeignete organische Farbstoffe sind beispielsweise Anthrachinone, Aminoanthrachinone, Indigo, Thioindigo, Phthalozyanine und Azo-Farbstoffe. Im allgemeinen müssen sowohl die verwendeten organischen als auch anorganischen Farbstoffe als wichtige Eigenschaften insbesondere Stabilität beim Schmelzpunkt des Polypropylens und keine Abbauwirkung auf das Polypropylen besitzen.
Es können Mischungen von verschiedenen Farbstoffen verwendet werden, um so besondere Farbeffekte zu erzielen, vorausgesetzt, dass jede Komponente diese Eigenschaften aufweist.
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die Farben sind licht-, wasch- und abriebecht. Ausserdem zeigen die Farbstoffe keine oder nur eine sehr geringe Neigung an die Oberfläche des Polypropylens zu wandern. Eine derartige Neigung, welche viele Polymere aufweisen, führt zu einer beträchtlichen Verminderung der Abriebfestigkeit. Folgende Beispiele sollen die Erfindung illustrieren, ohne dass diese jedoch hierauf beschränkt sein soll.
Beispiel 1: 5 g eines gepulverten Farbstoffes der Anthrachinonrelhe (Romanthrengelb GCN) werden zu 500 g fein gepulvertem kristallinem Polypropylen zugesetzt. Die Mischung wird in einen WernerMischer eingebracht und 30 min lang gemischt.
Die Mischung wird bei 2500C geschmolzen und dann durch eine Spinndüse gepresst, die 18 Löcher mit einem Durchmesser von jeweils 0, 3 mm aufweist.
Die so erhaltenen Fasern werden auf einer erhitzten Platte im Verhältnis 1: 5 gestreckt. Es wird ein Garn von satter und gleichmässiger gelber Farbe erhalten, welches bei einem Test folgende Werte zeigte :
EMI2.2
<tb>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 4, <SEP> 6 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> 25%
<tb>
Werden diese Daten mit andern verglichen, welche bei einer Faser erhalten wurden,'welche aus ei- nem Polymer mit den gleichen physikalischen Eigenschaften wie das oben geprüfte Polymer hergestellt wurden, aber ohne Farbstoffzusatz, so zeigt es sich, dass der Farbstoff keinen Abbau des Polypropylens bewirkt.
Tatsächlich zeigt das nichtgefärbte Garn folgende Eigenschaften:
EMI2.3
<tb>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> 4,7 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> 24%
<tb>
Die Prüfung der Farbechtheit, ausgeführt gemäss den Anweisungen der International Fastness Code, gibt folgende Resultate :
Farbstoff Romanthrengelb GCN : Auspresstemperatur 2500C : Verweilzeit 7 min :
EMI2.4
<tb>
<tb> natürliches <SEP> Licht <SEP> : <SEP> 6
<tb> Waschen <SEP> : <SEP> 5
<tb> Schweissfestigkeit <SEP> : <SEP> 5
<tb> Walkfestigkeit <SEP> : <SEP> 5
<tb> Festigkeit <SEP> gegenüber <SEP> Triochloräthylen <SEP> : <SEP> 5
<tb>
Drei andere Spinnversuche wurden auf gleiche Weise unter Anwendung folgender Farbstoffe durchgeführt :
Indanthren-Scharlach 2G (Anthrachinonserie, Durindon-Scharlach YP (Thioindigoserie), Polymer- Blau GS (Phthalozyaninserie).
Die so erhaltenen Farben zeigen eine gute Intensität und Gleichmässigkeit. Die Garne weisen folgende Eigenschaften auf :
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<tb>
<tb> Indanthren-Scharlach <SEP> 2G: <SEP> Zugfestigkeit: <SEP> 4,92 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> : <SEP> je
<tb> Durindon-Scharlach <SEP> YP: <SEP> Zugfestigkeit: <SEP> 4,9 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> : <SEP> 22,5%
<tb> Polymon-Blau <SEP> GS <SEP> : <SEP> Zugfestigkeit <SEP> : <SEP> 4, <SEP> 89 <SEP> g/den
<tb> Dehnung <SEP> :' <SEP> 23, <SEP> 5 <SEP> % <SEP>
<tb> Die <SEP> Farbechtheit <SEP> ist <SEP> wie <SEP> folgt <SEP> : <SEP>
<tb> Indanthren-Scharlach <SEP> 2G <SEP> :
<SEP> natürliches <SEP> Licht <SEP> 5
<tb> Waschen <SEP> 5
<tb> Schweissfestigkeit <SEP> 5
<tb> Abrieb <SEP> festigkeit <SEP> 5
<tb> Walkfestigkeit <SEP> 5
<tb> Festigkeit <SEP> gegenüber <SEP> Trichloräthylen <SEP> 5
<tb>
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EMI3.1
<tb>
<tb> Durindon-Scharlach <SEP> YP <SEP> : <SEP> natürliches <SEP> Licht <SEP> 5
<tb> Waschen. <SEP> 5
<tb> Schweissfestigkeit <SEP> 5
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> 4
<tb> Walkfestigkeit <SEP> 5
<tb> Festigkeit <SEP> gegenüber <SEP> Trichloräthylen <SEP> 5
<tb> Polymon-Blau <SEP> GS <SEP> : <SEP> natürliches <SEP> Licht <SEP> 5 <SEP>
<tb> Waschen <SEP> 5
<tb> Schweissfestigkeit <SEP> 5
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> 5
<tb> Walkfestigkeit <SEP> 5
<tb> Festigkeit <SEP> gegenüber <SEP> Trichloräthylen <SEP> 5
<tb>
Beispiel 2 :
Eine Mischung von 500 g gepulvertem Polypropylen und 5 g Romanthren GCN Gelb werden in einem Werner-Mischer 30 min lang innig gemischt. Die Mischung wird geschmolzen und zu einem gleichmässig gefärbten Film ausgepresst.
Ausserdem wurden folgende Farbstoffe verwendet : Indanthren-Scharlach 2G, Durindon-Scharlach YP, Polymon-Blau GS.
Die Auspresstemperatur beträgt 250 C. Von jedem Film wurden Probestucke abgeschnitten, welche durchwegs transparent sind und unter dem Mikroskop keine Farbstoffzusammenballungen zeigen.
Beispiel 3 : Es wird durch Dispergieren in der Kälte von 18 Gew. Teilen kristallisiertem Polypropylen mit einer Grenzviskosität von 2,6 (gemessen in Tetrahydronaphthalin bei 135 C) in 62 Teilen einer Petroleumfraktion mit einem Siedeintervall von 180-200 C eine Lösung hergestellt. Hiezu werden 20 Teile Zyklohexanon, welches 0,36 Teile gelostes Oracet B-Blau enthält, zugesetzt. Das ganze wird un- ter Rühren auflSOOC erhitzt. Die Mischung wird dann durch eine Filterpresse filtriert und durch eine Spinndüse, welche 30 Löcher mit je 200 Il Durchmesser aufweist, in einen Spinnschacht gepresst, worin die Lösungsmitteldämpfe durch Luftumwälzung entfernt werden.
Im Schachtmantel zirkuliert ein Heizmedium mit einer Temperatur von 3000C. Die Lösung wird aus den Spinndüsen in Form von Fäden und mit einer Geschwindigkeit von 25 m/min ausgepresst und nach einer Wegstrecke von. 6 m im Spinnschacht auf eine Spule mit einer Geschwindigkeit von 125 m/min aufgespult. Das erhaltene Garn wird bei 1450C in Heissluft mit einem Verhältnis von 1 : 5 gestreckt. Das Garn hat folgende Eigenschaften :
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<tb>
<tb> Zugfestigkeit <SEP> : <SEP> 5, <SEP> 4 <SEP> g/den <SEP>
<tb> Dehnung <SEP> : <SEP> 22% <SEP>
<tb>
Intensive und gleichmässige Farbe unter dem Mikroskop.
Farbechtheit :
EMI3.3
<tb>
<tb> natürliches <SEP> Licht <SEP> 6/7
<tb> Waschen <SEP> 5
<tb> Abriebfestigkeit <SEP> 5
<tb> Schweissfestigkeit <SEP> 5
<tb>
Die Grenzviskosität gemessen an dem in Tetrahydronaphthalin aufgelösten Garn beträgt 2, 54.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von gleichmässig gefärbten Fasern, Filmen oder Bändern durch Zusatz von Farbstoffen zu einer Polymerschmelze und anschliessendes Verpressen dieser Schmelze, dadurch gekennzeichnet, dass einer Schmelze von Polypropylen wenigstens ein Farbstoff, welcher beim Schmelzpunkt des Polypropylens stabil ist und darauf keine abbauende Wirkung ausübt, beispielsweise ein Farbstoff der Anthrachinonserie, ein Farbstoff der Thioindigoserie oder ein Farbstoff der Phthalozyaninserie zugesetzt und die geschmolzene Mischung durch Verpressen bei 2500C geformt wird.