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Verfahren zum Färben von Polyäthylenterephthalatfasern unter gleichzeitiger
Stabilisierung gegen Einwirkung von ultraviolettem Licht Wie auch andere synthetische
Textilmaterialien, wie z. B. Polyamide, unterliegen Polyäthylenterephthalatfasern
einem Abbau, wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt werden. Dieser Abbau zeigt sich in
einem Festigkeitsverlust und in einer Verminderung der molekularen Kettenlänge (gemessen
durch die Viskosität von Lösungen). Einzelne Arten der Polyäthylenterephthalatfasern
zeigen eine unterschiedliche Widerstandsfähigkeit gegenüber Sonnenlicht; es wurde
jedoch im allgemeinen festgestellt, daß sie weniger widerstandsfähig sind als Cellulosefasern,
Baumwolle und Celluloseacetatkunstseide. In vielen Fällen scheint der Zerfall durch
ultraviolettes Licht durch eine Oxydation bewirkt zu werden, und für eine derartige
Reaktion ist die Anwesenheit von Sauerstoff entscheidend. Verschiedene Farbstoffe
beeinflussen die Zerfallsgeschwindigkeit, indem sie diese erhöhen bzw. verringern.
In allen Fällen sind jedoch die Wirkungen verhältnismäßig groß, und es war bisher
nicht möglich, die guten und schlechten Farbstoffe in zufriedenstellender Weise
zu klassifizieren.
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Eine gute Widerstandsfähigkeit der Polyäthylenterephthalatfasern gegen
photochemische Zersetzung oder Abbau kann erzielt werden, wenn die Fasern hinter
Glasscheiben belichtet werden, wodurch der Teil des Spektrums, der den Zerfall verursacht,
wirksam ausgeschieden wird. Die so geschätzten Fasern eignen sich ausgezeichnet
für Gardinen und Möbelstoffe und zeigen eine große Widerstandsfähigkeit gegenüber
Sonnenlicht. Bei Verwendung der Fasern außerhalb des Hauses lassen sich derartige
Schutzmaßnahmen jedoch nicht durchführen, und es wurde daher vorgeschlagen, das
Garn oder die Stapelfaser mit verschiedenen organischen Verbindungen zu überziehen,
die Lichtstrahlen zwischen 290 und 3700 m#t absorbieren können. Diese
Überzüge können durch eine Lösung der Verbindung in einem geeineten Lösungsmittel
oder aus einem filmbildenden Firnis aufgetragen werden. Als solche, ultraviolette
Strahlen absorbierende Verbindungen wurden verschiedene Dioxybenzophenone vorgeschlagen.
Viele dieser Verbindungen wurden bereits vorher zur Stabilisierung transparenter
Kunststoffe gegen die abbauende Wirkung ultravioletter Strahlen verwendet.
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Es wurde nun gefunden, daß jede Polyäthylenterephthalatfaser z. B.
in Form eines Garnes von etwa 2 Denier oder in Form einer Stapelfaser,
d. h. eines aus vielen Fäden bestehenden Garnes mit 30 bis 140 Denier,
während des Färbens gegen Abbau der Faser und des verwendeten Farbstoffes durch
Einwirkung von ultraviolettem Licht stabilisiert werden kann, indem man in einem
wäßrigen, siedenden Farbbad 1 bis 2 Stunden färbt, das neben dem Farbstoff
eine Verbindung der allgemeinen Formel
in der R für Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen,
wie z. B. eine Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Isopropyl-, Butyl-, Amyl- oder Isoamylgruppe,
und R, für eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen steht, färbt.
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Die durch die vorstehende Formel gekennzeichneten Verbindungen werden
gemäß den in USA.-Patentschriften 2 686 812 und 2 693 492 beschriebenen
Verfahren hergestellt.
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Zwecks Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zuerst in
üblicher Weise ein wäßriges Färbebad hergestellt, indem einer der handelsüblichen
Farbstoffe, der zum Färben von Polyäthylenterephthalatfasern geeignet ist, mit oder
ohne Hilfsmittel dispergiert wird. Zu diesem wäßrigen Farbbad werden dann
je Teil Farbstoff z. B. 0,05 bis 3 Teile 2,2'-Dioxy-
4,4'-dialkoxybenzophenon
oder 2,2',4-Trioxy-4'-alkoxybenzophenon zugegeben, worauf wieder gerührt wird. Es
wird bemerkt, daß diese Mengen nicht entscheidend sind und innerhalb. eines großen
Bereiches variiert werden können. Die richtige Menge, d. h. die Menge, die
zur Absorption des ultravioletten Lichtes ausreicht, kann durch Routineversuche
bestimmt werden. Die Polyäthylenterephthalatfasern werden einfach in das wäßrige
Farbbad eingetaucht und das Bad 1 bis 2 Stunden zum Siedepunkt erhitzt. Nach
dem Spülen und#Seifen wird die gefärbte Faser getrocknet.
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Die Faser absorbiert das Benzophenon bis zur Substantivität,
d. h., die Benzophenone können durch anschließende Behandlung mit Wasser
oder Behandlung in einem Farbbad nicht ausgelaugt werden. Die gefärbte Faser weist
nach einer Belichtungszeit von 50 bis 60 Stunden in einem Fadeometer
eine bemerkenswerte Lichtechtheit auf, wenn sie mit einer Faser verglichen wird,
die auf ähnliche Weise, jedoch ohne die ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung
im Färbebad gefärbt wurde. Das unerwartete und überraschende Merkmal des beschriebenen
Verfahrens besteht darin, daß die Art oder der Charakter des Farbstoffes keine Rolle
spielt, sofern er nur eine Affinität für die Faser zeigt. Es können sogar solche
Farbstoffe in dem Farbbad verwendet werden, von denen bekannt ist, daß sie die Zersetzungsgeschwindigkeit
erhöhen, und es wird dadurch ein Material erhalten, bei welchem sowohl die gefärbte
Faser selbst als auch der darin enthaltene Farbstoff gegen Zersetzung durch ultraviolettes
Licht geschützt ist. Dies bedeutet, daß alle bisher als gut oder schlecht angesehenen
Farbstoffe in dem Färbebad verwendet werden können, wenn sie eine Affinität für
Polyesterfasern besitzen. Diese ungewöhnliche Erscheinung kann bisher noch nicht
vollständig erklärt werden. Es wird jedoch angenommen, daß die in Lösung im Färbebad
befindliche, ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung jeden einzelnen Faden
der Faser gleichmäßig durchdringt, d. h., daß die das ultra--violette Licht
absorbierende Verbindung vollständig in den Fäden der Faser gelöst wird. Der Grund
für diese Annahme ist darin zu finden, daß durch einbis dreimaliges Spülen der gefärbten
Faser in Wasser und anschließendes Seifen die substantiv absorbierte Verbindung
nicht entfernt wird. Da die ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung vollständig
in jedem einzelnen Faden der Faser gelöst ist, wird nicht nur die Faser selbst,
sondern auch der darin enthaltene Farbstoff gegen Zersetzung durch ultraviolettes
Licht stabilisiert.
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Beispiel 1
Zu einer Lösung von 2,5Teilen Natriumsalz des o-Phenylphenols
und 2,5Teilen Diammoniumphosphat in 300 Teilen Wasser wurden bei
7 1 'C 0, 15 Teile einer Dispersion zugegeben, die aus
0,05 Teilen 1-Amino-4-anilinoanthrachinon und 0,1 Teil des Natriumsalzes
eines Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und Alkylnaphthalinsulfonsäure bestand.
Zu diesem Färbebad wurden dann 0,05 Teile 2,2'-Dioxy-4,4'-dimethoxybenzophenon
zugegeben, und IOTeile eines losen Stranges aus Polyäthylenterephthalatfasern wurden
in das Färbebad eingetaucht. Die blaue Farbstoffdispersion wurde dann 11/,Stunden
zum Siedepunkt erhitzt. Nach dem Spülen und Seifen wurde das Gewebe getrocknet;
es wies eine ansprechende blaue Farbe auf. Eine Probe des gefärbten Gewebes und
eine Kontrollprobe (auf ähnliche Weise gefärbte Polyäthylenterephthalatfaser, wobei
das Färbebad jedoch kein 2,2'-Dioxy-4,4'-dialkoxybenzophenon enthielt) wurden
55 Stunden in einem Fadeometer belichtet. Danach wurde eine starke Verfärbung
in der die kein ultraviolettes Licht absorbierende Verbindung enthaltenden Faser
festgestellt, während die Verfärbung in der die ultraviolettes Licht absorbierende
Verbindung enthaltenden gefärbten Faser kaum bemerkbar war. Beispiel 2 Das Verfahren
des Beispiels 1 wurde wiederholt, wobei jedoch an Stelle von 2,2'-Dioxy-4,4'-dimethoxybenzophenon
und 1-Amino-4-anilinoanthrachinon äquivalente Mengen an 2,2'-Dioxy-4,4'-dipropoxybenzophenon
und, als Farbstoff, 4-Amino-1,8-naphthalimid des m-Xylidins der folgenden allgemeinen
Formel verwendet wurden:
Die hellgelbgefärbte Faser zeigte, verglichen mit der Kontrollprobe, die gleiche
Lichtechtheit wie im Beispiel 1.
Beispiel 3
Beispiel 1 wurde
wiederholt, wobei jedoch an Stelle von 2,2' - Dioxy - 4,4'
- dimethoxybenzophenon und 1-Amino-4-anilinoanthrachinon äquivalente Mengen
an 2,2'-,4-Trioxy-4'-methoxybenzophenon und einem Farbstoff der folgenden Formel
verwendet wurden:
Die erhaltene Polyesterfaser besaß eine leuchtende gelbe Färbung. Eine zusammen
mit einer vergleichbaren
Kontrollprobe in dem Fadeometer belichtete
Probe dieser Faser lieferte die gleichen Ergebnisse wie in Beispiel 1.
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Beispiel 4 Das Verfahren des Beispiels 1 wurde wiederholt,
wobei jedoch das 2,2'-Dioxy-4,4'-dimethoxybenzophenon und das 1-Amino-4-anilinoanthrachinon
durch äquivalente Mengen an 2,2',4-Trioxy-4'-äthoxybenzophenon und einem Farbstoff
der folgenden Formel .ersetzt wurden:
Es wurde eine grünlichblaue Farbe erhalten. Nach 31stündiger Belichtung in dem Fadeometer
wurde keine Änderung oder Verfärbung festgestellt. Die Kontrollprobe,
d. h. ein ähnlich gefärbtes Gewebe, welches jedoch keine ultraviolettes Licht
absorbierende Verbindung enthielt, war sehr lichtunecht. Die gemäß Beispiel
1 bis 4 gefärbten Fasern zeigten, selbst nach einem Nr. 3-AATC-Waschversuch,
die gleiche ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber der Zersetzung durch ultraviolettes
Licht, wodurch klar ersichtlich wird, daß die erfindungsgemäß verwendete, ultraviolettes
Licht absorbierende Verbindung permanent in der Faser gelöst wird.
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An Stelle von reinen Polyäthylenterephthalatfasern können auch Mischungen
hieraus mit 10 bis 900/,
Wolle gemäß den Verfahren der vorhergehenden
Beispiele gefärbt werden.