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Verfahren zum Färben von Gebilden aus Polyäthylen Es ist bekannt,
Polyäthylen dadurch zu färben, daß man es in der Wärme oder in Gegenwart von Lösungsmitteln
oder Weichmachern mit anorganischen oder organischen Pigmenten mischt und dann in
üblicher Weise zu gefärbten Gebilden verarbeitet. Außerdem ist bekannt, daß sich
Gebilde aus Polyäthylen recht gut mit öllöslichen Farbstoffen färben lassen. Mit
diesen erhält man transparente Färbungen. Jedoch nzigen diese Farbstoffe dazu, bald
nach außen zu wandern und an der Oberfläche des Polyäthylens auszukristallisieren;
sie »blühen aus«, Es ist Polyäthylens bekannt, daß man Polyäthylen in Gegenwart
bestimmter Substanzen, z. B. Ben.zylalkobol, unter zusätzlicher Verwendung eines
Netz- oder Dispergiermittels mit Acetatseidenfarbstoffen- färben kann. Der Nachteil
dieses Verfahrens besteht darin, daß die so gefärbten Gebilde einen durch die Hilfs-
bzw. Dispergiermittel bedingten Geruch aufweisen. Denn diese Mittel, die im allgemeinen
einen störenden Eigengeruch haben, ziehen zusammen mit dem Farbstoff auf.
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Es wurde nun gefunden, daß sich Gebilde aus Polyäthylen ohne Verwendung
irgendeines Hilfsmittels mit sehr fein verteilten Acetatseidenfarbstoffen färben
lassen. Das Wanderungsvermögen dieser Farbstoffe ist dabei so gut, daß die Gebilde
aus Polyäthylen gleichmäßig- und gut durchgefärbt werden. Auf diese Weise lassen
sich praktisch alle Farbnuancen erzielen. Bei hellen und mittleren Farbtönen erhält
man transparente Färbungen hoher Brillanz. Es lassen sich aber auch mühelos schwarze
Färbungen erzielen, die praktisch nicht mehr durchscheinend sind. Diese Polväthylenkörper
sind frei von jedem unerwünschten Geruch, und die Acetatseidenfarbstoffe wandern
nachträglich nichtmehr aus dem Innern an die Oberfläche.
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Die feine Verteilung der Farbstoffe erreicht man in üblicher Weise
durch Mahlen in einer Kolloidmühle oder durch Eingießen des in einem mit Wasser
mischbaren organischen Lösungsmittel gelösten Farbstoffe in Wasser und Abdampfen
des Lösungsmittels. Wenn man dabei Ultraschall anwendet, erhält man einen besonders
fein verteilten Farbstoff. Gießt man die F arbstofflösung in heißen Wasser ein und
verwendet ein niedrigsiedendes Lösungsmittel, so entweicht das Lösungsmittel ohne
weitere Maßnahmen vollständig.
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Zum Färben wird der feinverteilte Acetatseidenfarbstoff in Wasser
aufgeschlämmt. In dieser Aufschlämmung wird das Färbegut bei einer Temperatur von
60 bis 100°, zweckmäßig bei 70 bis 95', behandelt. Je nach Dauer der Behandlung,
Temperatur des Färbebades und Farbstoffkonzentration kann man verschieden kräftige
Farbtöne erzielen. Bei höherer Temperatur verläuft der Färbeprozeß naturgemäß schneller.
Die Farbstoffkonzentration in der Aufschlämmung kann 0,001 bis 0;05%, bezogen auf
das Gewicht an Wasser, bzw. 0,01 bis 2%, bezogen auf das Färbegut, betragen.
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Das Färbeverfahren selbst ist denkbar einfach. Es eignet sich dafür
Polyäthylen jeden Molekulargewichts. Außerdem eignet sich Polyäthylen, das durch
chemische Einwirkung oder durch energiereiche Strahlen vernetzt oder anderweitig
verändert ist. Das Polyäthylen kann in beliebiger Form, z. B. als Fasern, Platten,
Folien, Körner, in gerecktem oder in ungerecktern Zustand gefärbt werden. Das Verfahren
ist jedoch nicht nur auf reines Polyäthylen beschränkt. Es kann auch auf Mischpolymere
des Äthylens angewandt werden, sofern der Hauptbestandteil des i4Iischpolymerisats
Polyäthylen ist. Auch Mischungen von Polyäthylen mit anderen hochmolekularen Stoffen,
z. B. mit Polvisobutylen, lassen sich hiernach färben. Die allgemeinen Echtheitseigenschaften
dieser Färbungen sind sehr gut.
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Es sind bereits Arbeiten veröffentlicht worden, die gezeigt haben,
daß beim Färben von Acetatcellulose feste Lösungen des Farbstoffes in der Faser
entstehen. Abgesehen davon, daß nach den Vorschriften für das Färben dieses Materials
Lösungsvermittler und/oder Dispergierrnittel mitverwendet werden, war aus den Erkenntnissen
über den -Mechanismus der Färbung von Acetatcellulose nicht herzuleiten, daß man
das von polaren Gruppen freie Polyäthylen mit voll befriedigender Wirkung in Abwesenheit
von Hilfsstoffen färben kann.
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Die in den Beispielen angegebenen Molekularg,ewichte sind bestimmt
nach K. ü b e r re i t e r und :Mitarbeiter, »Die makromolekulare Chemie«, Bd.8,
1952, S. 21 bis 40. Die genannten Teile sind Gew ichtsteile.
Beispiel
1 10 Teile eines Polyäthylens vom ungefähren Molekulargewicht 50006 werden
in Form von 1,1 mm dicken Spritzgußplatten in 800 Teilen Wasser von 90°, das 0,01
Teil eines Farbstoffes enthält, der durch Kuppeln von dianotiertem Amino-azobenzol
mit o-Kresol erhalten worden ist, 11/z Stunden gefärbt. Der Farbstoff wurde als
2%ige Acetonlösung dem 65° warmen Wasser unter Rühren zugefügt, wobei das Aceton
verdampfte. Die Platten sind vollkommen durchgefärbt. Beispiel 2 1000 Teile eines
Polyäthylens mit einem Molekulargewicht von 42000 werden in Form von Körnern (durchschnittliche
Kantenlänge 3 mm) in 6000 Teilen Wasser, in dem sich 2 Teile eines Farbstoffes befinden,
der durch Kuppeln von dianotiertem p-Nitranilin mit Äthvl-oxyäthylanilin erhalten
worden ist, 2 Stunden bei 95° gefärbt. Der Farbstoff wurde zu einer 2%igen Lösung
in Aceton gelöst und dem 75° warmen Wasser unter Rühren zugesetzt. Die so gefärbten
Körner werden nach Trocknen zwischen 115 und 180° zu Spritzgußkörpern bzw. zu Folien
verarbeitet. Besonders die Folien weisen eine hohe Brillanz auf. Beispiel 3 150
Teile einer etwa 50 u starken Polyäthylenfolie (Molekulargewicht 62 000) werden
1 Stunde bei 80° in einer Farbstoffaufschlämmung behandelt, die 0,2 Teile 1-Amino-4-cyclohexylaminoanthrachinon-2-carbonsäureamid
in 2000 Teilen Wasser enthält. Die Folie wird dabei gleichmäßig gefärbt. Der Farbstoff
wurde durch Mahlen in einer Kolloidmühle in feinste Verteilung gebracht. Beispiel
4 100 Teile eines Polyäthylens, das durch Polymerisation von 99,3% Äthylen mit 0,7%
Acetylen hergestellt wird und durch das bei der Polymerisation anwesende Acetylen
vernetzt ist, werden in Form von Preßplatten von 1 mm Stärke in 5000 Teilen Wasser,
in dem 0,3 Teile eines Farbstoffes aufgeschlämmt sind, der durch Kuppeln von diazotiertein
2,6-Dichlor-4-nitranilin mit Methyl-oxyäthyl-ni-toluidin erhalten worden ist, 2
Stunden bei 100° gefärbt. Das vernetzte Polyäthylen ist vollständig durchgefärbt.
Von dem Farbstoff wurden 2% in kaltem Aceton gelöst. Die Lösung wurde dem 65° warmen
Wasser zugefügt. Beispiel 5 100 Teile einer Mischung aus 70 Teilen Polyätliylen
und 30 Teilen Polvisobutvlen werden als 1 mm starke Folie in 2000 Teilen Wasser,
das 0,3 Teile 1-Ainino-4-cyclohexylaminoantliracliinon-2-carbonsäureamid enthält,
2 Stunden bei 85° gefärbt. Der Farbstoff wurde als 1%ige Lösung in Aceton dem Wasser
bei 70° unter Rühren zugesetzt. Die Folien sind durchgefärbt.