BE735574A - Shading acrylonitrile! polymers with cationic dyes - at temp. given by a specified equation, resulting in time and energy saving - Google Patents

Shading acrylonitrile! polymers with cationic dyes - at temp. given by a specified equation, resulting in time and energy saving

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BE735574A
BE735574A BE735574DA BE735574A BE 735574 A BE735574 A BE 735574A BE 735574D A BE735574D A BE 735574DA BE 735574 A BE735574 A BE 735574A
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Abstract

Acrylonitrile polymers are shaded with cationic dyes by (A) adding the necessary amt. of cationic dye for shading at a temp. TN calculated by the equation (I) (where TN is shading temp.; TF is dyeing temp.; a is a constant characteristic of the fibres which indicates by how much the temp. must be modified to reduce by half or double the value of at (100 deg.C), p= relative amt. of dye necessary for shading, expressed by the equation p=(N/b)x100; N is dye complement, expressed by the corresp. amt. of thermoregulator at the exhaust speed of the bath, b is amt. of thermoregulator corresponding to the amt. of dye used for dyeing at the exhaust speed of the bath; tF is bath exhaust time for dyeing at the dyeing temp. TF and Kn is bath exhaust time for shading at the shading temp. TN), or (B) fixing the value of p in equation (1) by complementing use of a thermo-regulator such that TN+-TF, the additional amt. TR of the thermo-regulator being calculated by the equation (II). The process considerably reduces the time and energy necessary for shading acrylonitrile polymers.

Description

  

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Proc@dé   de nuançage dans la teinture des polymères d'acrylonitrile. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



    La présente invention est relative à un procédé de nuançage dans la teinture des polymères d'acrylanitrile. 



  L'expérience pratique de la teinture montre qu'il est difficile d'obtenir du premier coup des teintures dont la nuance et l'intensité soient parfaitement conformes au modèle. Pour obtenir une tdnture conforme au modèle, il faut donc souvent nuancer la teinture. Dans la teinture des polymères d'acrylonitrile, on refroidit d'habitude le bain de teinture à une température à laquelle les colorants montent très lentement sur les fibres (80 C par exemple). On ajoute ensuite la quantité de colorant nécessaire au nuançage, on attend un instant et on réchauffe lentement le bain jusqu'à l'ébullition. 



  Dans la pratique, ce procédé a l'inconvénient de demander beaucoup de temps et d'énergie. 



  On a découvert qu'on pouvait réduire considérablement la dépense de temps et d'énergie nécessaire au nuançage des polymères d'acrylonitrile dans la teinture avec des 'lorants cationiques : A) en ajoutant la quantité de colorant nécessaire au nuançage à une température TN donnée par l'équation: N F log [ 104/200p+p2 tN/tF] où:

   TN = TF - a/2 log 2#log [104/200p+p2#N/tF] (1) TN = température de nuançage, TF - température de teinture, a = constante caractéristique des fibres, qui indique de combien il faut modifier la température pour réduire de moitié ou doubler tg a (100 C), p = cuantité relative de colorant nécessaire au nuançage, exprimée par l'équation p = 100#N/b, N = complément de colorant, exprimé par la quantité correspondante de thermorégulateur à la vitesse d'épuisement du bain, b = quantité de thermo-régulateur correspondant à la quantité de colorant employée pour la teinture à la vitesse d'épuisement du bain, tF = temps d'épuisement du bain pourra teinture à la température de teinture TF, tN = temps d'épuisement du bain pour le nuançage à la température de nuançage TN, ou B) en fixant la valeur de p dans l'équation (1)

   par emploi complémentaire d'un thermo-régulateur de telle manière que TN=TF, la quantité additionnelle de thermo-régulateur TR étant donnée    

 <Desc/Clms Page number 3> 

 par l'équation : 
 EMI3.1 
 TR m b . tF tp -: tN - fll- N (19) 
Les thermo-régulateurs au sens de l'invention sont des composés cationiques incolores qui se comportent comme des colo- rants cationiques dans la teinture des polymères   d'acrylor.itrile.   



  Quelques uns de ces adjuvants sont également connus sous le nom de retardateurs. 



   On obtient l'équation   (1)   pour la détermination de la tem pérature de nuançage TN à partir des considérations suivantes: 
Quand on teint des polymères d'acrylonitrile avec des colorants cationiques et qu'on exprime la concentration de colorant dans les fibres CF en fonction de la racine carrée du temps, on obtient une droite dont la pente tg a est une mesure de la vitesse de teinture. La figure 1 représente une telle droite. 



   Dans ce qui suit, on suppose que la quantité de colo- rant nécessaire au nuançage est ajoutée au bain de teinture aus- sit8t après l'écoulement du temps de teinture tF à la tempéra-' ture de teinture TF, donc que le complément de colorant ixonte sur des fibres à teinture annulaire. Dans ce cas, le prolonge- ment de la droite de la figure 1 représente une relation entre la quantité de colorant supplémentaire absorbée par les fibres et le temps. 



  On a donc les équations suivantes 
 EMI3.2 
 tg a . 0p (2) Ù tg a . b (3) Vif b + 100- b tg fi tr + tra où b représente la concentration de colorant   dans   les fibres, transformée en quantité de thermo-régulateur, obtenue au bout du temps de teinture tF, et p représente la quantité addition- nelle en % de b, absorbée par les fibres au bout du tempe de nuançage tN. 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 



   La vitesse de teinture est donnée en fonction de la température par l'équation (5) : 
 EMI4.1 
 t p; 0:1 T1 - T2 m loga2 . log tg ai (5) où tg   [alpha]1   et   @g   a2 représentent les vitesses de teinture aux températures T1 et T2 ; et où a est une constante caractéris- tique des fibres, qui indique de combien il faut élever la température pour doubler tga. 



   Si l'on porte les équations (3) et (4) dans l'équation (5), on obtient les équations (6) et (7) : 
 EMI4.2 
 log Vt,2 , i 2 %iT  ## log VtF1 T1 T2 .. log e.. 2 log VtF2 V tF 1 + t tN2 N1 (7) 
L'équation (6) indique comment le temps de teinture TF relatif à b varie avec la température, et l'équation (7) indique comment la somme des temps de teinture et de nuançage varie avec la température.

   On peut écrire ces équations comme suit : 
 EMI4.3 
 tp 2 m 10 2(Ti - T2).Iog a 2 (6a) t=F tF2 + tlq2 2(Ti - T2).log 2 (a) N -'0 F1 N1 
 EMI4.4 
 ou encore 2(T1 ¯ T2)log 2 (6b) t . 10.. tg 2 a 1 2(T1 - T2)log 2 (t'JI 1irt 2 ? 10. a (t 1 + 1 (7b 
En retranchant J'équation (6b) de l'équation (7b), on obtient : 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 
 EMI5.1 
 2(T 1 -T2) log tN =10 2(T1 - a T2)log 2 . tN (8)   @   qu'on peut transformer en 
 EMI5.2 
 PN T1 - T 2. = log a 2 * log v --fN1 tN2 (9) 
En comparant les équations (6) et (9), on constate que les relations temps/température sont les mêmes pour la .teinture et pour le nuançage. 



   La relation entre le temps de nuançage tN et la quantité p de colorant utilisée pour le nuançage ressort de la figure 1 ou d'une comparaison entre les équations (3) et (4). 



  On obtient la relation suivante . 
 EMI5.3 
 b 'T&r- b (10) V tF + tN - VtF 'I 0 ) 
A partir de l'équation   (10),   en passant par les équations   (11)   et (12) : 
 EMI5.4 
 100 + 1> fiÙ PI (11) 100 a '{t; 10.000 + 200p + p 2 qu t N (12) ###10.000 ##"- tF . on obtient l'équation   (13) :   
 EMI5.5 
 2 gr. + p2 1 (13) .. tF ou l'équation (14) : 
 EMI5.6 
 tN a 200p + p tp (14)    où tF est le temps de teinture proprement dit et tN1 le temps de teinture complémentaire à une température T.   



   La température de nuançage définie à l'aide du temps   d'épuisement   du bain résulte de la combinaison des équations (14) et (9). On obtient : 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 
 EMI6.1 
 tN .'10.000 1 - r2 2.1'log tN2:10:ÓOO 2) (15) 1 T2 u 2.1og 2. (200p p tF1 (15) a 10.000 N2 Ti - T2 2. log2 log 1 200p + p 2 tN (16) 
Si T1 = TF et T2 = TN, l'équation   (16)   devient   l'équa-   tion (1), car alors tN2 tN et tF1 = tF. 



   En pratique, il convient de prévoir un temps d'épuise- ment du bain tN (par exemple 15, 30 ou 60 minutes) pendant lequel le complément de colorant doit monter sur les fibres. 



  Pour évaluer la température de nuançage TN, on utilise dans l'équation (1) uniquement la valeur tF, qu'on obtient comme suit : 
Dans l'équation (6), on peut faire T1 = TF et T2 = TX, d'où : 
 EMI6.2 
 tx T F - 2x = log a --> log t (15) . 



   Dans l'équation (15), TX est la température à laquelle le bain s'épuise en tX minutes. Le calcul de TX fait l'objet du breyet belge 725 075. 



   Il est particulièrement avantageux de choisir la même température pour la teinture et pour le nuançage, c'est-à-dire de prendre TF = TN. Dans ce cas, qui correspond à la variante B. on obtient à partir de l'équation   (1) :   
 EMI6.3 
 'fez F 2.10g log 200P + P' tF d'où log(200p + p2) = log 104 # F 200p + p2 . 104 4 t . p2 + 200p - 104 N 0 (19) F 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 
Si l'on considère que correspond à une quantité de colorant N déterminée par l'écart de couleur et exprimée en quantité de   thormo-régulateur   et à la quantité supplémentaire 
 EMI7.1 
 de therno-régulateur nécessaire pour atteindre la température TF, exprimée en % de b, on obtient : 
 EMI7.2 
 p = N + Tit) .100 (18) b TR = quantité supplémentaire de thermo-régulateur. 



   Pour TR, on obtient, à l'aide de l'équation   (16) :   
 EMI7.3 
 p , con + TH).100 = 100(tF + tIf -. 1) TR = b 'BN¯ ¯ (19) 
On peut naturellement aussi régler la température de nuançage à une autre valeur TF à l'aide du thermo-régulateur. 



   Il faut alors tenir compte de la quantité supplémen- taire de thermo-régulateur pour la valeur de p dans le calcul de la température de nuançage par l'équation   (1).   



   Dans les exemples qui suivent, les parties et pour- centages sont en poids et les températures en  C. 



  Exemple 1 
La teinture de   100   parties d'un polymère d'acryloni-   trile (a = 4) avec :   0,5 partie du colorant 1 
 EMI7.4 
 0,7 partie du colorant 2 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 
 EMI8.1 
 et 1,9 partie du colorant 3 
 EMI8.2 
 en présence de 3 parties d'acide acétique à 30   %,   le bain de teinture étant porté et maintenu à 98 C, exige l'addition de 0,2 partie du colorant   1   et   0,1   partie du colorant 3 pour assortir la teinte à celle du modèle. 



   On abaisse la température du bain de teinture à TN = 92 C et on ajoute le supplément de colorants après un bref intervalle. Au bout de tN = 30 minutes, le bain est épuisé à la température tN. On refroidit et on termine le traitement. 



   La température TN qui correspond à tN = 30 minutes se calcule comme suit : 
Les quantités de thermo-régulateur de formule 
 EMI8.3 
 qui correspondent aux quantités de colorant pour la vitesse d'épuisement du bain, s'obtiennent en multipliant les quantités de colorant par le quotient des valeurs de tg a (100 ) pour le thermo-régulateur et pour chaque colorant.

   Pour la quantité initiale de colorant b et le complément de colorant N, exprimés en thermo-régulateur, on obtient les valeurs suivantes : 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 
 EMI9.1 
 b . 0.5.0.70 + 0 7.0 0 + t.9.0.70 
0,81 0,93 1,48 . 0,5.0,86 +   0,7.0,75   + 1,9.0,47 = 0,43 + 0,52   + 0,89 .   1,84 
N - 0,2.0,86 +   0,1.0,47 -   0,23 d'où la valeur du "complément relatif" p : 
 EMI9.2 
 p N .100 - gy.fl00 - 12,5 b 1,84 
En introduisant les valeurs a = 4, b . 1,84, tg a (100 ) = 0,70 et t = 60 dans l'équation   (20) :   
T - 100 - a/log 2(log tg   a (100 ) -   log b + log   #t)   (20) qui découle de l'équation 1 du brevet belge n    725   075, et en posant :

   
 EMI9.3 
 log f-###\= log 122 log -et=x)1 log 100 rt on obtient pour la température T60, à laquelle le complément de colorant monte sur les fibres en 60 minutes, la valeur : 
 EMI9.4 
 T6v D 1 -----rt ClOg 0,70-log 1, 84 + log V60 = 93 
On obtient le temps d'épuisement du bain tF à TF 98 C en portant cette valeur 93 7 pour t = 60 dans l'équation (6) : 
 EMI9.5 
 T1 - T2 .#S##.log 2 log 2 '"1 .7 - 93,7 - o=s -log if On obtient alors tF = 13,6 minutes. 



   La température de nuançage TN à laquelle le complément de colorant monte en tN 30 minutes se calcule en portant TF= 
 EMI9.6 
 98 C, tF = 13,6, tN = 30 et p = 12,5 dans l'équation (1) : 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 
 EMI10.1 
 . T - 2. a log ..log 104 . tN j TN gf3 ¯ 6167.log 104 fl2µ5TT73  T 16 TN a 92 0 Exemple 2 
On teint et on nuance comme dans l'exemple 1. Une fois que le complément de colorant est monté sur les fibres, on porte le bain de teinture à 98 C et on le maintient à cette tempéra- ture pendant 15 minutes, puis on refroidit. 



  Exemple 3 
On teint comme dans l'exemple 1 et on ajoute le com- plément de colorant à TN = 92 C. Aussitôt après l'addition des colorants, on chauffe lentement et régulièrement jusqu'à ébul- lition et on maintient le bain à l'ébullition pendant 15   minu-   tes. 



  Exemple 4 
La teinture de 100 parties d'un polymère d'acryloni- trile (a = 5) avec   1,6   partie du colorant 2 (tga (100 ) = 1,2) et 2,3 parties du thermo-régulateur ci-dessus (tga   (100 ) =   0,9) en présence de 3 parties d'acide acétique à 30 %. 



   En opérant comme dans l'exemple   19 Il   faut un complément de : 0,2 partie du colorant 1 (tg a (100 C) = 1,05). 



   On abaisse la température du bain de teinture à TN = 93 C et on ajoute le complément de colorant. Au bout de tN = 15 minutes, le bain est épuisé. On refroidit ensuite. 



   La température de nuançage qui correspond à tN = 15 minutes se calcule comme dans l'exemple 1 avec les valeurs suivantes : b 3,5,   N=0,17,   p=5, T60 = 95 C, TF = 98 C, TF = 26, tN =   15.   



  Exemple 5 
On teint 100 parties d'un polymère d'acrylonitrile (a = 4) avec 1,2 partie du colorant 1 (tg   [alpha](100 )   = 0,81) et 0,2 partie du colorant 3 (tg   [alpha](100 )   =   1,48)   en présence de 

 <Desc/Clms Page number 11> 

 3 parties d'acide acétique à 30   %, à   une température constante de 94 C. Cette teinture exige un complément de 0,2 partie du colorant   1.   



   On abaisse la température du bain de teinture à TN a 91 C et on ajoute le colorant. Au bout de tN = 20 minutes, le bain est épuisé. On porte alors le bain à   100 C   et on le maintient à l'ébullition pendant 15 minutes. 



   On calcule la température TN comme dans l'exemple 1, avec les valeurs suivantes : 
 EMI11.1 
 b . 1,36, N . 0,16, p - 11,8, T60 . 92 C, T Fm 94 , tp m 30,   t =   20. 



  Exemple 
On teint 100 parties d'un polymère d'acrylonitrile (a - 4) avec 1,0 partie du colorant 3 (tg a (100 ) = 2,0) et 1,0 partie du thermo-régulateur de l'exemple   1     (ta[alpha](100 ) =   0,95) en présence de 10 parties de sel de Glauber et 
3 parties d'acide acétique à 30 % à une température constante de 92 C. Cette teinture exige un complément de 0,15 partie du colorant 3. 



   On abaisse la température du bain de teinture à TN 87 C et on ajoute après un bref intervalle le complément de colorant. Aussitôt après, on chauffe lentement et régulièrement jusqu'à l'ébullition, et on maintient le bain à l'ébullition pendant 30 minutes. 



   On calcule la température   T   comme dans l'exemple 1 avec les valeurs suivantes : 
 EMI11.2 
 b - 1,47, N - 0, 07, p = 5, T60 = 90,7, Tp - 92,top =38, tN=20. 



  Exemple 7 
On teint comme dans l'exemple 1 et on ajoute à Tp = 98 C un complément de : 0,2 partie du colorant 1 0,1 partie du colorant 3 et 1,2 partie du thermo-régulateur de l'exemple 1. 



   Au bout de tN = 30 minutes, le bain est épuisé. On refroidit. ensuite. 



   La quantité de thermo-régulateur nécessaire pour porter la température de TN à TF se calcule suivant l'équation (19) : 

 <Desc/Clms Page number 12> 

 
 EMI12.1 
 TR = b t -",-##!- . i ) . N ( F (19) 
 EMI12.2 
 avec top = 13 ; 6, tu = 30, b = 1 , 84, N =- 0,23, d'où TR = 1,2. 



  Exemple 8 
On teint comme dans l'exemple 4 et on ajoute à TF = 98 C, 0,2 partie du colorant 1 et 0,7 partie du thermo-régulateur de l'exemple 1. 



   Au bout de tN = 15 minutes, le bain est épuisé. On re- froidit. 



   La quantité de thermo-régulateur se calcule suivant l'équation (19) avec tF = 26, tN = 15,   b =   3,5 et N = 0,17. 



  Exemple 9 
On teint comme dans l'exemple 5 et on ajoute à une température constante TF = 94 C 0,2 partie du colorant 1 et 0,15 partie du thermo-régulateur de l'exemple 1. 



   Au bout de tN - 15 minutes, le bain est épuisé. On chauffe le bain à   100 C   et on le maintient à l'ébullition pen- dant 15 minutes. 



   On calcule la quantité de thermo-régulateur comme dans l'exemple 7 avec les valeurs suivantes : TF = 94 , tF = 30, tN =   15,   b = 1,36, N = 0,16 Exemple 10 
On teint comme dans l'exemple 6 et on ajoute à   TF =   92 C 0,15 partie du colorant 3 et 0,50 partie du thermo-régulateur de l'exemple 1. 



   Aussit8t après, on chauffe lentement et régulièrement jusqu'à l'ébullition et on maintient le bain à l'ébullition pendant 30 minutes. 



   On calcule la quantité de thermo-régulateur comme dans l'exemple 7 avec les valeurs suivantes : 
 EMI12.3 
 tp m 38, tN . 20, b - 1,47, N -0,07 Exemple 11 
On teint et on nuance comme dans l'exemple 9. Au bout de tN= 20 minutes, le bain est épuisé. On refroidit.



   <Desc / Clms Page number 1>
 



    Shading process in the dyeing of acrylonitrile polymers.

 <Desc / Clms Page number 2>

 



    The present invention relates to a shading process in the dyeing of acrylanitrile polymers.



  Practical experience with dyeing shows that it is difficult to obtain at first glance dyes whose shade and intensity conform perfectly to the model. To obtain a texture conforming to the model, it is therefore often necessary to nuance the dyeing. In the dyeing of acrylonitrile polymers, the dye bath is usually cooled to a temperature at which the dyes rise very slowly on the fibers (80 ° C. for example). Then add the amount of dye needed for shading, wait a moment and slowly warm the bath to boiling.



  In practice, this process has the disadvantage of requiring a lot of time and energy.



  It has been found that the expenditure of time and energy required to shade acrylonitrile polymers in dyeing with cationic lorants can be considerably reduced: A) by adding the amount of dye required for tinting at a given TN temperature. by the equation: NF log [104 / 200p + p2 tN / tF] where:

   TN = TF - a / 2 log 2 # log [104 / 200p + p2 # N / tF] (1) TN = shading temperature, TF - dyeing temperature, a = characteristic constant of the fibers, which indicates how much is needed modify the temperature to halve or double tg a (100 C), p = relative amount of colorant required for shading, expressed by the equation p = 100 # B / w, N = complement of colorant, expressed by the corresponding amount of thermoregulator at the bath exhaustion rate, b = amount of thermoregulator corresponding to the amount of dye used for dyeing at the bath exhaustion rate, tF = bath exhaustion time can dye at temperature of tinting TF, tN = bath exhaustion time for tinting at tinting temperature TN, or B) by setting the value of p in equation (1)

   by additional use of a thermo-regulator so that TN = TF, the additional quantity of thermo-regulator TR being given

 <Desc / Clms Page number 3>

 by the equation:
 EMI3.1
 TR m b. tF tp -: tN - fll- N (19)
The thermoregulators within the meaning of the invention are colorless cationic compounds which behave like cationic dyes in the dyeing of acryloritrile polymers.



  Some of these adjuvants are also known as retarders.



   Equation (1) is obtained for the determination of the tinting temperature TN from the following considerations:
When we dye acrylonitrile polymers with cationic dyes and express the dye concentration in the CF fibers as a function of the square root of time, we obtain a line whose slope tg a is a measure of the speed of dyeing. FIG. 1 represents such a straight line.



   In the following, it is assumed that the amount of dye required for tinting is added to the dye bath immediately after the expiration of the dyeing time tF at the tinting temperature TF, so that the remainder of ixonte dye on ring-dyed fibers. In this case, the extension of the line in Figure 1 represents a relationship between the amount of additional dye absorbed by the fibers and time.



  We therefore have the following equations
 EMI3.2
 tg a. 0p (2) Ù tg a. b (3) Vivid b + 100- b tg fi tr + tra where b represents the concentration of dye in the fibers, transformed into an amount of thermo-regulator, obtained at the end of the dyeing time tF, and p represents the addition amount- nelle in% b, absorbed by the fibers at the end of the tN shade temple.

 <Desc / Clms Page number 4>

 



   The dyeing rate is given as a function of the temperature by equation (5):
 EMI4.1
 t p; 0: 1 T1 - T2 m loga2. log tg ai (5) where tg [alpha] 1 and @g a2 represent the dye rates at temperatures T1 and T2; and where a is a characteristic fiber constant, which indicates how much the temperature must be raised to double tga.



   If we carry equations (3) and (4) in equation (5), we obtain equations (6) and (7):
 EMI4.2
 log Vt, 2, i 2% iT ## log VtF1 T1 T2 .. log e .. 2 log VtF2 V tF 1 + t tN2 N1 (7)
Equation (6) shows how the dyeing time TF relative to b varies with temperature, and Equation (7) shows how the sum of the dyeing and shading times varies with temperature.

   We can write these equations as follows:
 EMI4.3
 tp 2 m 10 2 (Ti - T2) .Iog a 2 (6a) t = F tF2 + tlq2 2 (Ti - T2) .log 2 (a) N -'0 F1 N1
 EMI4.4
 or again 2 (T1 ¯ T2) log 2 (6b) t. 10 .. tg 2 a 1 2 (T1 - T2) log 2 (t'JI 1irt 2? 10. a (t 1 + 1 (7b
By subtracting equation (6b) from equation (7b), we obtain:

 <Desc / Clms Page number 5>

 
 EMI5.1
 2 (T 1 -T2) log tN = 10 2 (T1 - a T2) log 2. tN (8) @ that we can transform into
 EMI5.2
 PN T1 - T 2. = log a 2 * log v --fN1 tN2 (9)
By comparing equations (6) and (9), it can be seen that the time / temperature relations are the same for the dyeing and for the tinting.



   The relation between the shading time tN and the quantity p of dye used for the shading emerges from FIG. 1 or from a comparison between equations (3) and (4).



  We obtain the following relation.
 EMI5.3
 b 'T & r- b (10) V tF + tN - VtF' I 0)
From equation (10), through equations (11) and (12):
 EMI5.4
 100 + 1> fiÙ PI (11) 100 a '{t; 10.000 + 200p + p 2 qu t N (12) ### 10.000 ## "- tF. We obtain equation (13):
 EMI5.5
 2 gr. + p2 1 (13) .. tF or equation (14):
 EMI5.6
 tN has 200p + p tp (14) where tF is the actual dyeing time and tN1 the complementary dyeing time at a temperature T.



   The shading temperature defined using the bath exhaustion time results from the combination of equations (14) and (9). We obtain :

 <Desc / Clms Page number 6>

 
 EMI6.1
 tN .'10.000 1 - r2 2.1'log tN2: 10: ÓOO 2) (15) 1 T2 u 2.1og 2. (200p p tF1 (15) a 10,000 N2 Ti - T2 2.log2 log 1 200p + p 2 tN (16)
If T1 = TF and T2 = TN, equation (16) becomes equation (1), because then tN2 tN and tF1 = tF.



   In practice, provision should be made for a bath exhaustion time tN (for example 15, 30 or 60 minutes) during which the additional dye must rise on the fibers.



  To evaluate the tinting temperature TN, we use in equation (1) only the value tF, which is obtained as follows:
In equation (6), we can make T1 = TF and T2 = TX, hence:
 EMI6.2
 tx T F - 2x = log a -> log t (15).



   In equation (15), TX is the temperature at which the bath runs out in tX minutes. The calculation of TX is the subject of Belgian breyet 725 075.



   It is particularly advantageous to choose the same temperature for dyeing and for shading, that is, to take TF = TN. In this case, which corresponds to variant B. we obtain from equation (1):
 EMI6.3
 'fez F 2.10g log 200P + P' tF hence log (200p + p2) = log 104 # F 200p + p2. 104 4 t. p2 + 200p - 104 N 0 (19) F

 <Desc / Clms Page number 7>

 
If we consider that corresponds to a quantity of dye N determined by the difference in color and expressed in quantity of thormo-regulator and to the additional quantity
 EMI7.1
 of therno-regulator necessary to reach the temperature TF, expressed in% of b, we obtain:
 EMI7.2
 p = N + Tit). 100 (18) b TR = additional quantity of thermo-regulator.



   For TR, we obtain, using equation (16):
 EMI7.3
 p, con + TH) .100 = 100 (tF + tIf -. 1) TR = b 'BN¯ ¯ (19)
Of course, it is also possible to adjust the shading temperature to another TF value using the thermo-regulator.



   It is then necessary to take into account the additional quantity of thermo-regulator for the value of p in the calculation of the shading temperature by equation (1).



   In the examples which follow, the parts and percentages are by weight and the temperatures in C.



  Example 1
Dyeing 100 parts of acrylonitrile polymer (a = 4) with: 0.5 part of dye 1
 EMI7.4
 0.7 part of coloring 2

 <Desc / Clms Page number 8>

 
 EMI8.1
 and 1.9 parts of dye 3
 EMI8.2
 in the presence of 3 parts of 30% acetic acid, the dye bath being brought to and maintained at 98 C, requires the addition of 0.2 part of dye 1 and 0.1 part of dye 3 to match the tint to that of the model.



   The temperature of the dye bath is lowered to TN = 92 ° C. and additional dyestuffs are added after a short interval. After tN = 30 minutes, the bath is exhausted at temperature tN. Cool and finish the treatment.



   The temperature TN which corresponds to tN = 30 minutes is calculated as follows:
The quantities of thermo-regulator of formula
 EMI8.3
 which correspond to the amounts of dye for the bath exhaustion rate, are obtained by multiplying the amounts of dye by the quotient of the values of tg a (100) for the thermo-regulator and for each dye.

   For the initial quantity of dye b and the complement of dye N, expressed as a thermoregulator, the following values are obtained:

 <Desc / Clms Page number 9>

 
 EMI9.1
 b. 0.5.0.70 + 0 7.0 0 + t.9.0.70
0.81 0.93 1.48. 0.5.0.86 + 0.7.0.75 + 1.9.0.47 = 0.43 + 0.52 + 0.89. 1.84
N - 0.2.0.86 + 0.1.0.47 - 0.23 hence the value of the "relative complement" p:
 EMI9.2
 p N .100 - gy.fl00 - 12.5 b 1.84
By entering the values a = 4, b. 1.84, tg a (100) = 0.70 and t = 60 in equation (20):
T - 100 - a / log 2 (log tg a (100) - log b + log #t) (20) which follows from equation 1 of Belgian patent n 725 075, and by setting:

   
 EMI9.3
 log f - ### \ = log 122 log -et = x) 1 log 100 rt one obtains for the temperature T60, at which the complement of dye rises on the fibers in 60 minutes, the value:
 EMI9.4
 T6v D 1 ----- rt ClOg 0.70-log 1, 84 + log V60 = 93
The bath exhaustion time tF at TF 98 C is obtained by bringing this value to 93 7 for t = 60 in equation (6):
 EMI9.5
 T1 - T2. # S ##. Log 2 log 2 '"1 .7 - 93.7 - o = s -log if We then obtain tF = 13.6 minutes.



   The tinting temperature TN at which the complement of dye rises in tN 30 minutes is calculated by carrying TF =
 EMI9.6
 98 C, tF = 13.6, tN = 30 and p = 12.5 in equation (1):

 <Desc / Clms Page number 10>

 
 EMI10.1
 . T - 2. a log ..log 104. tN j TN gf3 ¯ 6167.log 104 fl2µ5TT73 T 16 TN a 92 0 Example 2
Dyeing and shading is carried out as in Example 1. Once the additional dye has mounted on the fibers, the dye bath is brought to 98 ° C. and maintained at this temperature for 15 minutes, then cooled. .



  Example 3
The mixture is dyed as in Example 1 and the additional dye is added to TN = 92 C. Immediately after the addition of the dyes, the mixture is slowly and regularly heated to a boiling point and the bath is kept in water. boil for 15 minutes.



  Example 4
Dyeing 100 parts of an acryloni- trile polymer (a = 5) with 1.6 parts of dye 2 (tga (100) = 1.2) and 2.3 parts of the above thermo-regulator ( tga (100) = 0.9) in the presence of 3 parts of 30% acetic acid.



   By operating as in Example 19, a complement of: 0.2 part of dye 1 (tg a (100 C) = 1.05) is required.



   The temperature of the dye bath is lowered to TN = 93 ° C. and the additional dye is added. After tN = 15 minutes, the bath is exhausted. Then cooled.



   The shading temperature which corresponds to tN = 15 minutes is calculated as in example 1 with the following values: b 3.5, N = 0.17, p = 5, T60 = 95 C, TF = 98 C, TF = 26, tN = 15.



  Example 5
100 parts of an acrylonitrile polymer (a = 4) are dyed with 1.2 parts of dye 1 (tg [alpha] (100) = 0.81) and 0.2 part of dye 3 (tg [alpha] (100) = 1.48) in the presence of

 <Desc / Clms Page number 11>

 3 parts of 30% acetic acid at a constant temperature of 94 C. This dye requires an additional 0.2 part of dye 1.



   The temperature of the dye bath is lowered to TN at 91 ° C. and the dye is added. After tN = 20 minutes, the bath is exhausted. The bath is then brought to 100 ° C. and it is kept at the boil for 15 minutes.



   The temperature TN is calculated as in example 1, with the following values:
 EMI11.1
 b. 1.36, N. 0.16, p - 11.8, T60. 92 C, T Fm 94, tp m 30, t = 20.



  Example
100 parts of an acrylonitrile polymer (a - 4) are dyed with 1.0 part of dye 3 (tg a (100) = 2.0) and 1.0 part of the thermo-regulator of Example 1 ( ta [alpha] (100) = 0.95) in the presence of 10 parts of Glauber's salt and
3 parts of 30% acetic acid at a constant temperature of 92 C. This dye requires an addition of 0.15 part of dye 3.



   The temperature of the dye bath is lowered to TN 87 C and the additional dye is added after a short interval. Immediately afterwards, heat slowly and regularly until it boils, and the bath is kept at the boil for 30 minutes.



   The temperature T is calculated as in Example 1 with the following values:
 EMI11.2
 b - 1.47, N - 0.07, p = 5, T60 = 90.7, Tp - 92, top = 38, tN = 20.



  Example 7
Dyeing is carried out as in Example 1 and a complement of: 0.2 part of dye 1 0.1 part of dye 3 and 1.2 part of the thermoregulator of Example 1 is added at Tp = 98 ° C.



   After tN = 30 minutes, the bath is exhausted. We cool down. then.



   The quantity of thermo-regulator necessary to bring the temperature from TN to TF is calculated according to equation (19):

 <Desc / Clms Page number 12>

 
 EMI12.1
 TR = b t - ", - ##! -. I). N (F (19)
 EMI12.2
 with top = 13; 6, tu = 30, b = 1.84, N = - 0.23, hence TR = 1.2.



  Example 8
Dyeing is carried out as in Example 4 and 0.2 part of the dye 1 and 0.7 part of the thermoregulator of Example 1 are added at TF = 98 ° C.



   After tN = 15 minutes, the bath is exhausted. We cool down.



   The quantity of thermo-regulator is calculated according to equation (19) with tF = 26, tN = 15, b = 3.5 and N = 0.17.



  Example 9
Dyeing is carried out as in Example 5 and 0.2 part of the dye 1 and 0.15 part of the thermoregulator of Example 1 are added at a constant temperature TF = 94 C.



   After tN - 15 minutes, the bath is exhausted. The bath is heated to 100 ° C. and kept at the boil for 15 minutes.



   We calculate the quantity of thermo-regulator as in example 7 with the following values: TF = 94, tF = 30, tN = 15, b = 1.36, N = 0.16 Example 10
Dyeing is carried out as in Example 6 and 0.15 part of the dye 3 and 0.50 part of the thermoregulator of Example 1 are added at TF = 92 C.



   Immediately thereafter, the mixture is slowly and regularly heated until it boils and the bath is kept at the boil for 30 minutes.



   The quantity of thermo-regulator is calculated as in example 7 with the following values:
 EMI12.3
 tp m 38, tN. 20, b - 1.47, N -0.07 Example 11
It is dyed and tinted as in Example 9. After tN = 20 minutes, the bath is used up. We cool down.

 

Claims (1)

REVENDICATION EMI13.1 ========================== Procédé de nuançage dans la teinture des polymères d'acrylonitrile avec des colorants cationiques, caractérisé par : A) l'addition de la quantité de colorant nécessaire au nuançage à une température TN calculée par l'équation (1) : CLAIM EMI13.1 ========================== Shading process in the dyeing of acrylonitrile polymers with cationic dyes, characterized by: A) the addition of the quantity of dye necessary for shading at a temperature TN calculated by equation (1): EMI13.2 a I -'104 iJ <i> .log<- Op + p F où TN = température de nuançage, TF = température de teinture, a = constante caractéristique des fibres qui indique de combien il faut modifier la température pour réduire de moitié ou doubler la valeur de tg a (100 C), p = quantité relative de colorant nécessaire au nuançage, exprimée par l'équation p = .100 N = complément de colorant, exprimé par la quantité correspon- dante de thermorégulateur à la vitesse d'épuisement du bain, b = quantité de thermo-régulateur correspondant à la quantité de colorant employée pour la teinture à la vitesse d'épuisement ou bain, tF = temps d'épuisement du bain pour la teinture à la tempéra- ture de teinture TF, tN = temps d'épuisement du bain pour le nuançage à la température de nuançage TN, EMI13.2 a I -'104 iJ <i> .log <- Op + p F where TN = shading temperature, TF = dyeing temperature, a = characteristic constant of the fibers which indicates how much to change the temperature to halve or double the value of tg a (100 C), p = relative amount of colorant required for shading, expressed by the equation p = .100 N = complement of colorant, expressed by the corresponding amount of thermoregulator at the speed of bath exhaustion, b = amount of thermo-regulator corresponding to the amount of dye used for dyeing at exhaust or bath speed, tF = bath exhaustion time for dyeing at TF dye temperature, tN = bath exhaustion time for tinting at tinting temperature TN, ou B) la fixation de la valeur de p dans l'équation (1) par emploi complémentaire d'un thermo-régulateur de telle manière que TN = TF,la quantité additionnelle TR de thermo-régulateur étant calculée par l'équation EMI13.3 TR -b. \ ' V -##-- tN - 1 N (19) , A...... 1 .- or B) the fixing of the value of p in equation (1) by complementary use of a thermoregulator so that TN = TF, the additional quantity TR of thermo-regulator being calculated by the equation EMI13.3 TR -b. \ 'V - ## - tN - 1 N (19), A ...... 1 .-
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2399066A1 (en) * 1975-03-21 1979-02-23 Ciba Geigy Ag METHOD AND DEVICE FOR THE OPTIMUM CONDUCT OF DYING OPERATIONS

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