DE1252846B

DE1252846B - Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Fäden und Faserkabeln aus hochmolekularen, linearen Polyestern

Info

Publication number: DE1252846B
Application number: DENDAT1252846D
Authority: DE
Inventors: Bobingen Helmut Zettler Schwabmünchen Dipl.-Chem. Dr. Rosl Kretsch
Original assignee: Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals Meister Lucius &. Brüning, Frankfurt/M
Priority date: 1964-03-05
Publication date: 1967-10-26
Also published as: FR1425965A; GB1094725A; AT254819B; BE660697A

Description

[NDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

• EUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

DOlf— / /, ,

Deutsche Kl.: 29 b-3/60

Nummer: L 252 846

Aktenzeichen: F 42207 IV c/29 b

Anmeldetag: 5. März 1964

Auslegetag: 26. Oktober 1967

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Fäden und Fadenbündeln aus hochmolekularen, linearen Polyestern auf Basis aromatischer Dicarbonsäuren und bifunktionellen Alkoholen, insbesondere aus Polyäthylenteiephthalaten.

Aus der französischen Patentschrift 1 095 941 ist es bereits bekannt, Fäden aus Polyestern kontinuierlich zu färben, indem man sie in der Lösung eines organischen Farbstoffes in einem hochsiedenden organischen Lösungsmittel, ζ. B. Diäthylenglykol oder Glyzerin, kurz« Zeit, d. h. einige Sekunden, auf 120 bis 190° C erhitzt und anschließend aus dem behandelten Material die organische Flüssigkeit wieder auswäscht. Auf diese Weise können auf dem genannten Textilmaterial mit Dispersionsfarbstoffen helle bis mitteltiefe Färbungen erzielt werden.

Es ist auch schon versucht worden, auf Polyestergeweben Färbungen mit Azofarbstoffe herzustellen. Die Azofarbstoffe werden dabei auf die Gewebe aufgetragen und die ersteren dann unter kontrollierter Spannung fixiert, indem man sie 10 bis 15 Sekunden auf Temperaturen zwischen: 150 bis maximal 255 "C erhitzt (deutsche Auslegeschrift 1154 432).

Färbungen mit Küpenfarbstoffen hat man gemäß deutscher Äuslegeschrift 1 105 836 dadurch erreicht, daß man diese zusammen mit Netzmitteln, z. B. Alkalisalzen der Ricinolsäure, Alkylsulfaten, Alkylnaphthaiinsulfonaten usw., auf Gewebe aus Polyestermaterial, ζ. B. Polyäthylenterephthalat, aufklotzte und dann dieselben bei 150 bis 220⁰C im Thermofixierrahmen fixierte. In ähnlicher Weise ist man nach dem Verfahren des USA.-Patentes 2 627 449 zum Färben oder Bedrucken von Geweben aus Polyäthylenterephthalat von den Leukoverbindungen der Küpenfarbstoffeausgegangen, die ebenfalls aufgeklotzt wurden, das behandelte Material wurde getrocknet und dann unter Spannung bei Temperaturen zwischen 148 und 204⁰C und einer Zeit von 25 Sekunden bis 5 Minuten thermofixiert und gewaschen, worauf zum Abschluß die Leukoverbindungen an der Luft oxydiert wurden.

Aus der USA.-Patentschrtft 2 663 612 ist es ferner bekannt, Gewebe aus Polyesterfäden zu färben oder zu bedrucken, indem man auf dieselben Dispersionsfarbstoffe aufträgt, die Materialien trocknet und für eine Zeit von 5 bis 60 Sekunden auf Temperaturen zwischen 180 und 23O°C erhitzt.

Es wurde nun gefunden, daß man endlose Fäden bzw. Fadenbündel aus hochmolekularen Polyestern aus aromatischen Dicarbonsäuren und bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise Polyäthylenterephthalat, sowie aus hochmolekularen Copolyesters die modifi-

Verfahren zum kontinuierlichen Färben von Fäden und Faserkabeln aus hochmolekularen, linearen Polyestern

Anmelder

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft vormals Meister Lucius & Brüning, Frankfurt/M.

Als Erfinder benannt:

Dipl.-Chem. Dr. Rosl Kreisch, Bobingen; Helmut Zettler, Schwabtnüncfaen

zierende polyesterbildende Reaktionskomponenten enthalten, in kontinuierlicher Arbeitsweise färben kann, wenn man Dispersions- oder Küpenfarbstoffe auf die verstreckten oder unverstreckten Fäden aufbringt, die behandelten Fäden gegebenenfalls verstreckt, trocknet und die Fäden dann auf Temperaturen nahe dem

as Schmelzpunkt des Polyesters bzw. bis zu 50⁰C darunter erhitzt und dabei die Fäden um einen möglichst hohen Betrag, jedoch mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 15°/o» schrumpfen läßt. Danach werden die Fäden zweckmäßig wiederverstreckt.

Das Aufbringen der Farbstoffe auf die endlosen Fäden bzw. Faserbündel, die aus 1000, 1500 und mehr Einzelfäden bestehen können und die in der Technik als Faserkabel bezeichnet werden, geschieht zweckmäßigerweise in Form 1- bis 50%iger, bevorzugt wäßriger Dispersionen der Farbstoffe, vorteilhaft zusammen mit Verdickungsmitteln, wie z. B. Alginat, Zelluloseestern, Zelluloseäthern, Kunstgummisorten, Emulsionsverdickungen oder anderen Verdickungsmitteln. Die Verdickungsmittel werden üblicherweise in Mengen von etwa 1- bis 10°/₀ eingesetzt. Das Aufbringen der Farbstoffe kann auf die verstreckten oder unverstreckten Fäden bzw. Fadenbündel bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur, z. B. bei Temperaturen bis zu etwa 80⁰C, geschehen. Die überschüssige Menge der Farbstoffdispersion wird durch Abquetschen entfernt, nicht verstreckt« Fäden gegebenenfalls verstreckt und dann die Materialien nach einer Zwischentrocknung bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt des Polyestermaterials bzw. bis zu etwa 50⁰C darunter je nach dem Schrumpf vermögen der betreffenden Fäden um 10 bis 50% schrumpfen gelassen.

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Bei dieser Behandlungsweise diffundieren die Färb- Farbstoff konzentration um etwa 50 bis 70°/₀ höher stoffe in das Innere der Fäden ein. Um die textüen sein muß als bei der den Gegenstand der Erfindung Eigenschaften der Fäden zu verbessern, können diese bildenden Arbeitsweise, wenn die Fäden bzw. Fadennach der Behandlung um den geschrumpfen Betrag bündel in der Heizstrecke um 20% schrumpfen,
wieder ausgeleckt werden. Nach der Behandlung wird 5 Als Dispersionsfarbstoffe kommen für das Verzunächst durch heiße Spülbäder das Verdickungsmittel fahren der vorliegenden Erfindung alle zum Färben ausgewaschen. Will man sehr gute Echtheiten erzielen, von Polyestermaterial geeigneten Dispersionsfarbstoffe ist es empfehlenswert, anschließend kontinuierlich in Betracht. Eine Beschränkung ist ausschließlich durch oder in einem eigener Arbeitsgang mit Natronlauge die Echtbeitseigenschaften der Farbstoffe gegeben. Es und Natriumsulfit reduktiv nachzubehandeln, wobei io empfiehlt sich, vorzugsweise Farbstoffe mit guten der nicht eindiffundierte Farbstoffanteil entfernt wird. Echtheitseigenschaften und speziell guten Licht-, Kontinuierlich kann diese Nachbehandlung durch Wasch- und Sublimiereigenschaften einzusetzen.
Durchlesen der Fäden bzw. Fadenbündel durch ein Das Verfahren kann mit gleich gutem Erfolg auch System von Nachbehandlungsbädern durchgeführt mit Küpenfarbstoffen durchgeführt werden, die Arwerden. Die Wirkung der reduktiven Nachbehandlung 15 beitsweise ist die gleiche. Auch die Küpenfarbstoffe kann dadurch vervollständigt werden, daß man die werden, vorteilhaft aus eingedickten Dispersionen, Fäden noch eine Strecke mit heißem Wasserdampf auf die zu behandelnden Fäden aufgetragen, diese passieren läßt. Der herausgelöste Farbstoff wird durch getrocknet und anschließend auf die Schrumpfheiße Spülbäder ausgewaschen, die Fäden bzw. temperatur erhitzt. Bei einem Vergleich der Arbeits-Fadenbündel in einem weiteren Bad geseift, abermals 20 weisen mit und ohne Schrumpf unter sonst völlig gespült und schließlich gegebenenfalls nach einer End- gleichen Bedingungen läßt sich bei Verwendung von präparation zum Schluß gekräuselt und gegebenenfalls Farbflotten gleicher Konzentration bei Einsatz des zu verkaufsfertigen Stapelfasern geschnitten. Farbstoffes Indanthrendruckblau GG (Color-Index

Als technische Einrichtungen für den Schrumpf- Nr. 37800) feststellen, daß bei Durchführung des

prozeß kommen z.B. Luftstrecken mit oder ohne 35 Verfahrens unter 27,5% Schrumpf die erzielte Färbung

Luftbewegung, Heizstrecken mit Infrarotstrahlung um 50% tiefer ist als bei der Arbeitsweise ohne

oder erhitzte Metall flächen, z. B. Bügeleisen, bei denen Schrumpf. Sowohl bei. der kontinuierlichen Färbung

die Fäden durch Kontaktheizung oder durch strah- mit Dispersionsfärbstoffen wie auch mit Küpenfarb-

lungsbeheizte Abdehnungen erwärmt werden, in Be- stoffen schließt sich an den Schrumpfprozeß nach einer

tracht. Auch Metallbäder sind für das erfindungs- 30 gründlichen Wäsche eine reduktive Nachbehandlung

gemäße Verfahren brauchbar. Die Heizungsstrecken des gefärbten Fadenmaterials an, wenn optimale

befinden sich zwischen zwei Förderorganen, die es Echtheiten erzielt werden sollen. Hervorzuheben ist

durch Regelung ihrer Geschwindigkeiten gestatten, die sehr gleichmäßige Färbung des textlien Materials,

den optimalen Wert für den Schiumpfprozeß genau Es lassen sich auch bei Anwendung von Dispersions-

einzustellen. 35 farbstoffen dunkle Farbtöne erreichen. Die mit Küpen-

Die Verweilzeit der Fäden in. der Heizzone ist ab- farbstoffen auf die erfindungsgemäße Weise hergestellhängig einerseits von der Stärke des Materials und ten Färbungen übertreffen in ihren Echtheitseigenandererseits von der chemischen Zusammensetzung schäften noch die Färbungen, die mit Dispersionsdes Polyesters. Bei kleinen Titern beträgt die Erhit- farbstoffen erzielt werden können. Üblicherweise zungszcit nur Bruchteile von Sekunden, da in diesem 40 werden sehr gute, zum Teil hervorragende Wasch-, Fall die Durchwärmung und das Schrumpfen schnell Sublimier- und Lichteigenschaften erhalten,
vor sich gehen. Bei gleichzeitiger Verarbeitung einer Soweit der Küpenfarbstoff nicht in genügender Feingrößeren Anzahl Einzelfäden (Fadenbündel, Faden- verteilung vorliegt, empfiehlt es sich, den Färbeschar), wie es bei der Herstellung von Schnittfasern prozeß mit den frisch ausgefällten Küpensäuren durchüblich ist, ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen 45 zuführen. Dazu wird der in der Lösung eines Disper-Prozesses eine Zeit von mehreren Sekunden erforder- gicrmittels verteilte Küpenfarbstoff mit Hydrosulfit lieh, z. B. bei Gesamttitern von 10000 bis 500000 den und Alkali reduziert und dann durch Ansäuern der etwa 3 bis etwa 30 Sekunden. Hier ist es von Vorteil, Mischung auf einen pH-Wert zwischen 3 und 6,5 die um eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Küpensäure hergestellt und das Verdickungsmittel Fadenschar zu gewährleisten, wenn diese möglichst 5° zugesetzt. Die so gewonnene Küpensäure liegt in einer breit geführt wird und auf eine weitgehend parallele optimalen Feinverteilung vor. Führt man das Ver-Lage der einzelnen Fäden geachtet wird. fahren der vorliegenden Erfindung beispielsweise unter

Unabhängig von der Wahl der vorstehend auf- Verwendung von /J./J-Dibrombenzpyrenchinon durch

geführten Möglichkeiten zur Durchführung des erfin- bei 25% Schrumpf, so wird eine um 100% tiefere

dungsgemäßen Verfahrens werden gleichmäßig ge- 55 Färbung erhalten als unter sonst gleichen Bedingungen

färbte Fäden oder Fadenbündel aus Polyestermaterial ohne Schrumpf.

erhalten, deren Farbe bedeutend tiefer ist als ver- Das vorliegende neue kontinuierliche Färbevergleichbare kontinuierlich durchgeführte Färbungen, fahren gestattet es, ohne nennenswerten Aufwand die ohne Schrumpfenlassen des Textilmaterials her- große Mengen textlien Materials in sehr vorteilhafter gestellt wurden. Zum Einstellen eines bestimmten 60 Weise in kürzester Zeit zu färben. Besonders hervor-Farbtones ist bei dem erfindungsgemäßen, unter zuheben ist, daß es gelingt, Färbungen von guten Schrumpfen verlaufenen Prozeß bei sonst gleicher Echtheitseigenschaften und in einer bisher mit Küpen-Arbeitsweise, d. h. gleichem Abquetschungsgrad und farbstoffen auf Polyestermaterial nicht erhaltenen gleicher Erhitzungsdauer bei derselben Temperatur, Farbtiefe zu erzeugen,
nur eine geringe Konzentration der Farbstoffe im 65 _ . . .
Klotzbad erforderlich. Es wurde beispielsweise ge- e 1 s ρ 1 e
funden, daß zur Herstellung eines Farbtones von Eine aus Polyäthylenterephthalat der spezifischen mittlerer Tiefe beim Arbeiten ohne Schrumpfen die Viskosität 0,60 bestehende Fadenschar vom Gesamt-

titer 3000 den (Einzeltiter 3,0 den) wird in einem Dampfkanal im Verhältnis 1:4,0 verstreckt und in breiter Kabelführung bei einer Geschwindigkeit von 16 m/min und einer Eintauchstrecke von 20 cm Länge durch eine Farbstoffdispersion geleitet, die

15 % des blauen Farbstoffes C. L-Nr. 73 800
(vgl. Colour Index 2^nd edition, 1956),

0,2 °/o Dispergiermittel, beispielsweise Alkylnaphthalinsulfonat, und

15°/o Alginatverdickung (3,5°/_oig)

enthält. Die überschüssige Menge Farbstoffdispersion wird durch Abquetschen entfernt, es verbleiben etwa 15 bis 20°/c auf der Fadenschar, die dann auf einer Trockentrommel bei 6O⁰C getrocknet wird. Anschließend führt ein Förderorgan die Fäden mit einer Geschwindigkeit von 16 m/min über ein mit Glasfasergewebe abgedecktes 2 m langes Bügeleisen, das auf 245 bis 247°C erhitzt ist.

Von hier wird die Fadenschar mit einem zweiten Förderorgan mit einer Geschwindigkeit von 11,6 m/min abgezogen. Die Geschwindigkeitsdifferenz gestattet den Fäden, auf dieser Strecke um 27,5 °/o z^u schrumpfen. Nach der Behandlung wird; das Kabel in einem auf 180⁰C erhitzten Heizungskanal um 27,5% wieder verstreckt.

Zum Entfernen des nicht eindiffundierten Farbstoffes wird die gefärbte Fadenschar in breiter Führung durch ein System von Waschbädern geleitet. Zunächst passiert sie zwei warmes Wasser von 40 bis 60⁰C enthaltende Spülbäder, wobei nach jeder Passage gründlich abgequetscht wird. Es folgen zwei Bäder, die auf 50 bis 6O⁰C erwärmt sind und pro Liter 3 g Natriumhydrosulfit und 3 ecm Natronlauge (38⁰Be) enthalten. Auch hier wird nachPassieren jedes Bades abgequetscht, dann, durch ein heißes Spülbad geführt und anschließend in zwei Seifenbädern mit Neutralseife gewaschen. Es folgt eine weitere Passage durch zwei Spülbäder, wobei nach jedem Bad gründlich abgequetscht wird. Nach dem Trocknen und Kräuseln werden die Fäden dann zu Stapelfasern geschnitten.

Arbeitet man in der vorstehend beschriebenen Weise, verhindert jedoch das Schrumpfen der Fäden, so ist die erzielte Farbtiefc um 50 % geringer.

entsprechendes Ergebnis. Die Farbe des so behandelten Faserkabels ist um 40 bis 50% tiefer als der Farbton eines Vergleichskabels, das während der Behandlung keine Möglichkeit zum Schrumpfen hatte.

ei—/ w<

^v—NH-

Cl

O =< .— Cl

Cl

Beispiel 3

Eine Fadenschar (Faserkabel) aus Polyäthylenterephthalat der spezifischen Viskosität 0,80 wird in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise verstreckt und durch eine Farbstoffdispersion geführt, die

20% eines Gemisches, bestehend aus etwa gleichen Teilen der Farbstoffe
C. L-Nr. 71200 und C. L-Nr. 60010
(vgl. Colour Index 2^nd edition, 1956),

3% Natronlauge (38° B6),

0,4% Dispergiermittel (z.B. Alkylnaphthalinsulfonat) und

10% Kunstgummiverdickung (30%ig)

enthält. Die Weiterverarbeitung erfolgt in der im Beispiel 1 angegebenen Weise, wobei jedoch der Wert für den Schrumpf und die Wiederverstreckung nur 25 % beträgt. Die reduktive Nachbehandlung zur Entfernung des überschüssigen Farbstoffs erfolgt im wesentlichen in der im Beispiel 1 angegebenen Weise. An das Hydrosulfitbad schließt sich ein Spülbad an, dem ein Bad zur Oxydation des Küpenfarbstoffs folgt, das pro Liter 2 ecm Wasserstoffsuperoxyd (30%ig) und 2 ecm Ammoniak (25%ig) enthält. Anschließend wird geseift und gespült. Es wird ein dunkelblaugefärbtes Fadenbündel erhalten, dessen Färbung um 50 bis 70% tiefer ist als die eines unter den gleichen Bedingungen, jedoch ohne Schrumpfen hergestellten Vergleichskabels.

Beispiel 4

Eine im Beispiel 1 beschriebene, jedoch unverstreckte Fadenschar wird zunächst mit einer Farbstoffdispersion getränkt, die

Beispiel 2

Verwendet man eine Fadenschar, wie im Beispiel 1 angegeben, und arbeitet in der dort beschriebenen Weise, jedoch unter Verwendung einer Farbstoffdispersion, die 20% des Farbstoffs der folgenden Formel

und 20% Aliginatverdickung (3,5%ig) und nur mit einem Schrumpf von 25% und demgemäß auch mit einer Nachverstreckung von 25%. so erhält man ein 15 % des Farbstoffes C. L-Nr. 61115 (vgl. Colour Index 2^nd edition, 1956),

0,2% Dispergiermittel (Alkylnaphthalinsulfonat) und

10% Zelluloseätherverdickung (7%ig)

enthält. Nach Abquetschen des Überschusses verbleibt ein Auftrag von 15 bis 20%· Das Material wird dann in einem Dampf kanal im Verhältnis 1:4,0 verstreckt und in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise weiterbehandelt bei einem Schrumpf von 25% und entsprechender Wiederverstreckung. Man erhält ein in kräftigem Blauton gefärbtes Faserkabel.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahreu zum kontinuierlichen Färben von endlosen Fäden oder Fadenscharen aus hochfij molekularen Polyestern aus aromatischen Dicarbonsäuren und bifunktionellen Alkoholen oder aus hochmolekularen Mischpolyestern, die modifizierende, polyesterbildende Reaktionskomponenten

enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man die Farbstoffe auf die verstreckten oder unverstreckten Fäden aufbringt, diese gegebenenfalls verstreckt, trocknet und die .Fäden nahe dem Schmelzpunkt des Polyestermaterials oder bis zu

50⁰C unterhalb desselben um mindestens 10% schrumpfen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fäden um mindestens 15 % schrumpfen läßt.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung sind 2 Färbetafeln mit Versuchsbericht ausgelegt worden.