DE1119458B

DE1119458B - Verfahren zum Faerben von Gebilden, besonders Faeden oder Fasern, aus Polymeren oder Copolymeren des Acrylnitrils

Info

Publication number: DE1119458B
Application number: DEV17291A
Authority: DE
Inventors: Helmut Lehnert; Dr Eberhard Roth; Horst Kroening; Dr Max Duch
Original assignee: Filmfabrik Wolfen VEB
Current assignee: Filmfabrik Wolfen VEB
Priority date: 1959-09-23
Filing date: 1959-09-23
Publication date: 1961-12-14

Description

Verfahren zum Färben von Gebilden, besonders Fäden oder Fasern, aus Polymeren oder Copolymeren des Acrylnitrils Bekanntlich lassen sich Gebilde, wie Fäden, Fasern, Borsten oder Filme, die aus Polymeren des Acrylnitrfs hergestellt worden sind, im folgenden kurz als »Fäden« bezeichnet, nur schwer anfärben, da ihnen einerseits farbstoffaffine Gruppen fehlen und andererseits das Eindringen von Farbstoffen z. B. in die verstreckten Fäden auf Grund deren Struktur unter normalen Färbebedingungen außerordentlich langsam erfolgt. Es wurde daher bereits eine Anzahl von Verfahren zur Verbesserung der Anfärbbarkeit entwickelt.
Von der Polymerisatseite her konnte durch Verwendung von Mischpolymerisaten oder Polymerisatmischungen, welche Komponenten mit farbstoffaffinen bzw. strukturauflockernden Gruppen enthalten, eine teilweise Lösung des Problems erzielt werden, während dies von der färberischen Seite her durch Entwicklung spezieller Färbeverfahren und Farbstoffe erreicht wurde. In vielen Fällen sind aber die Echtheiten der Färbungen nicht befriedigend, oder es können nur Farbstoffe bestimmter Klassen eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren, das eine kontinuierliche Färbung von Fäden aus Polymeren oder Copolymeren des Acrylnitrils während des Herstellungsvorganges unter Erzielung guter Echtheiten sowie großer Farbtiefe und Brillanz ermöglicht, wobei fast alle Arten von Farbstoffen oder Verbindungen, die durch einfache Behandlung Farbstoffe zu bilden vermögen, Verwendung finden können.
Es ist bekannt, daß Fäden aus Polyacrylnitril im Verlauf oder nach ihrer Herstellung gefärbt werden können, entweder kontinuierlich oder mittels normaler Färbeverfahren, wenn sie sich noch im Gel-oder gequollenen Zustand befinden, so daß Farbstoffe oder Verbindungen, die durch einfache Behandlung Farbstoffe bilden, leicht in die Fäden hineingelangen können und diese anfärben, auch wenn keine chemische Affinität vorhanden ist. Um die Gel-oder gequollene Struktur der Fäden bis zum Abschluß des Färbeprozesses zu erhalten, werden diese entweder bereits während des Ausfällens durch das Färbebad geleitet, oder das Lösungsmittel wird nicht restlos entfernt, oder es werden Quellmittel zugesetzt, wobei schon die Beibehaltung des wasserfeuchten Zustandes (im Falle eines Spinnens oder Verstreckens in wäßrigen Medien) nach dem Auswaschen des Lösungsmittels die- Erhaltung der gequollenen Struktur der Fäden bewirkt.
Es wurde nun gefunden, daß eine wesentliche Verbesserung der Echtheiten, besonders der Naßechtheiten, sowie eine sichtliche Vertiefung der Färbung und Erhöhung der Brillanz der Farbtöne erreicht werden können, wenn man aus Polyacrylnitrillösungen beispielsweise in wäßrigen Bädern gesponnene poröse Fäden während des Verstreckens oder danach oder während des Schrumpfens oder danach in vorzugsweise wäßrigen Bädern, welche Farbstoffe oder Verbindungen, die durch einfache Behandlung Farbstoffe bilden, enthalten, einfärbt, die Fäden dann einer Wäsche, die bezweckt, daß nicht nur überschüssiger Farbstoff von der Fadenoberfläche, sondern auch zum größten Teil die im äußeren Fadenmantel befindlichen Farbstoffanteile wieder entfernt werden und anschließend einer Behandlung bei Temperaturen zwischen 105 und 150° C, insbesondere bei 115 bis 130° C, unterwirft. Bei dieser Hitzebehandlung, die in. trockner oder wasserdampfhaltiger Luft erfolgt, findet eine »Verglasung« der Fadenoberfläche statt, und der Farbstoff wird im Fadeninnern fixiert, da sich gleichzeitig die Poren schließen, durch die er eingebracht wurde. Die Fixierung wird vorteilhaft kontinuierlich innerhalb kurzer Zeit, z. B. 1 bis 2 Minuten, auf beheizten Walzen vorgenommen. Die Wäsche erfolgt mit Wasser oder gegebenenfalls Gemischen von Wasser mit anderen Lösungsmitteln, z. B. Alkohol.
Trocknet man bei Temperaturen unter 105° C, so treten die genannten Effekte nicht auf. Die Färbungen sind dann wesentlich heller und ohne Brillanz, die Echtheitswerte liegen um 1 bis 2 Punkte niedriger. Ein nachträgliches Erhitzen solcher bei niedrigen Temperaturen getrockneter Fäden auf über 105° C führt zu keiner Veränderung in Richtung der obengenannten Effekte. Es ist also wesentlich, daß die gefärbten Fäden ohne Zwischentrocknung die Thermofixierung gemäß der Erfindung erfahren.
Die bei der Einbringung der Farbstoffe in die Fäden eingehaltenenTemperaturen sind für die nachfolgende Thermofixierung unmaßgeblich und können zwischen Raum- und Siedetemperatur liegen. Die Intensität der Anfärbung kann sowohl durch die Temperatur als auch durch die Farbstoffkonzentration geregelt werden. Der Kontakt der Fäden mit der Farbstofflösung braucht nur einige Sekunden zu betragen. Die so erhaltenen Fäden sind vollkommen durchgefärbt.
An Stelle von Fäden od. dgl. aus reinem Polyacrylnitril lassen sich auch solche aus Copolymeren, die vorzugsweise mindestens 809/o Acrylnitril enthalten, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung färben. Als Comonomere seien beispielsweise Acryl-und Methacrylsäureester, Vinylester, Vinylpyridine sowie Styrol genannt.
Man hat bereits Polyacrylnitrilf'äden, die bei oder nach dem Verstrecken gefärbt worden sind, zwecks Bestimmung der Farbechtheit einer Hitzebehandlung unterworfen, und zwar einer Behandlung in einem siedenden Seifenbad. Diese Maßnahme dient jedoch lediglich zur Feststellung, ob sich der Farbstoff vom Faden ablösen läßt, und entspricht nicht der Thermofixierung gemäß der Erfindung.
Bei dem Verfahren nach den USA.-Patentschriften 2 558 730 und 2 558 735 werden die Fäden im Gelzustand vor oder nach dem Verstrecken, das mit Hilfe von Wasser oder Wasserdampf durchgeführt wird, gefärbt. Die Fäden befinden sich auch nach dieser Behandlung noch im Gelzustand, während erfindungsgemäß die Fäden aus diesem Zustand nach dem Einbringen des Farbstoffes irreversibel in einen fixierten Zustand übergeführt werden, was nur bei den genannten hohen Temperaturen möglich ist. Dabei wird durch das rasche Verdampfen des Wassers die Gelstruktur zerstört, und gleichzeitig erfährt die Oberfläche der Fäden unter Schließung der Poren eine Art Verglasung. Der Wassergehalt wird auf weniger als 1.% vermindert. Beispiel 1 Geschrumpfte, feuchte noch nichtgetrocknete Fäden aus Polyacrylnitril oder einem Copolymeren, z. B. mit 59/o Acrylsäuremethylester, werden 1 Minute bei 95 bis 100° C in eine 0,59/o-ige wäßrige Lösung von Solaminlichtblau BRR (Schultz, Farbstofftabellen, 7. Auflage, Bd. 2, 1932. S. 198) eingetaucht, anschließend kurz mit heißem Wasser gewaschen, kalt gespült und 1 Stunde auf 120 bis 130° C erhitzt. Tiefblaue, leuchtende Färbung, Waschechtheit 4, Lichtechtheit B.
Beispiel 2 Feuchte, noch nicht getrocknete Fäden aus Polyacrylnitril oder einem Copolymeren werden nach dem Verstrecken 30 Sekunden bei 60°C in ein wäßriges Bad eingetaucht, das 1% mit Hydrosulfit verküptes Indanthrenbrillantgrün B (Schultz, a. a. O., S. 128) enthält. Anschließend erfolgt eine Wäsche in Wasser von 95° C, wobei die Fäden gleichzeitig schrumpfen. Danach werden die Fäden 30 Sekunden in eine wäßrige 1%ige Wasseistoffperoxydlösung getaucht und bei 120 bis 130° C getrocknet. Brillante Grünfärbung, Waschechtheit 4, Lichtechtheit > 7.
Beispiel 3 Ein noch nicht getrocknetes Fadenkabel aus Polyacrylnitril wird kontinuierlich in einem Wasserbad von 95° C, das 1% WalkbraunB (Schultz, a.a.0., S.227) enthält, verstreckt, anschließend in einem Wasserbad der gleichen Temperatur geschrumpft und kalt gespült. Der Farbstoff wird dann auf Walzen, die eine Oberflächentemperatur von 115 bis 130° C besitzen, binnen 1 bis 2 Minuten thermofixiert. Dunkelbraune Färbung, Waschechtheit 4, Lichtechtheit 6 bis 7.

Zum Vergleich wird zur Fadenherstellung wie im Beispiel 3 verfahren, jedoch wird ein Wasserbad mit 2% Columbiaschwarz G 60:100 (Schultz, Farbstofftabellen, 7. Auflage, Ergänzungsband 1, 1934, S. 84) verwendet. Schwarze Färbung. Wird der Farbstoff nicht thermofixiert, sondern werden die Fäden bei Raumtemperatur getrocknet, so ergibt sich eine nur dunkelgraue Färbung mit niedrigeren Echtheiten, wie die folgende Tabelle zeigt.

Echtheiten

thermo- bei 25° C

fixiert getrocknet

Gegenüber

Wasser (16 Stunden) ....... 4 bis 5 1 bis 2

Wäsche (40° C) ........... 3 1

Seewasser . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 bis 5 1 bis 2

Schweiß .................. 3 , 1

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Färben von Gebilde, besonders Fäden oder Fasern, aus Polymeren oder Copolymeren des Acrylnitrils durch Einbringen von Farbstoffen oder Verbindungen, die durch einfache Behandlung Farbstoffe bilden, während des Spinnvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Aufbringen der Farbstoffe bzw. der sie bildenden Verbindungen auf die frisch gefällten, noch nicht getrockneten Fäden, z. B. während oder nach der Verstreckung oder während oder nach der Schrumpfung, die im Fadenmantel befindlichen überschüssigen Farbstoffanteile durch eine Wäsche zum größten Teil wieder entfernt und die Poren der Fäden durch eine nachfolgende Hitzebehandlung derselben zwischen 105 und 150° C schließt, wodurch eine Fixierung des Farbstoffes im Fadeninnern erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1014 708; USA: Patentschrift Nr. 2 558 730.