DE1290520B

DE1290520B - Verfahren zum Faerben von Acrylfasern

Info

Publication number: DE1290520B
Application number: DEA44027A
Authority: DE
Inventors: Takaoka Akira; Aki Motoyuki; Nomura Syoju
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1962-12-15
Filing date: 1963-09-12
Publication date: 1969-03-13
Also published as: GB990000A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben dieser Klasse gehören sämtliche Farbstoffe, die einen von Acrylfasern, welche mehr als 80 Gewichtspro- kationischen Rest aufweisen, wobei es sich nahezu zent Acrylnitrileinheiten enthalten, mit einem ba- immer um einen quaternären Ammoniumrest hansischen oder kationischen Farbstoff. delt.

Das Färben von Acrylfasern mit kationischen 5 Das Monochlorbenzol kann nicht als solches zu Farbstoffen ist bisher allgemein bei einer Temperatur dem Färbebad gegeben werden, da seine Löslichkeit von 95 bis 100° C durchgeführt worden. Bei einer in Wasser sehr gering ist (0,049 g in 100 g Wasser derart hohen Temperatur verschlechtert sich jedoch von 20° C). Es bildet jedoch in Gegenwart nichtder voluminöse Charakter der Fasern, eine der wert- ionischer Emulgiermittel eine beständige Emulsion, vollsten Eigenschaften der Acrylfasern. Das Färben io Anionische Emulgiermittel reagieren oftmals mit sollte deshalb bei einer möglichst niedrigen Tempe- den kationischen Farbstoffen unter Niederschlagsratur durchgeführt werden. bildung. Kationische Emulgiermittel wiederum hinin der USA.-Patentschrift 2921 831 wird die Mit- dem kationische Farbstoffe daran, sich zunächst auf Verwendbarkeit von Monochlorbenzol in basische den Fasern abzulagern, wodurch sich die Färbege-Farbstoffe enthaltenden Färbebädern für Fasermate- 15 schwindigkeit verringert. Nichtionische Emulgierrial, welches als Hauptbestandteil Vinylidencyanid- mittel üben keine derartigen ungünstigen Wirkungen einheiten aufweist, unter Verwendung eines anioni- auf den Färbevorgang aus, wenn sie in einer solchen sehen Dispergiermittels bei einer im Bereich von Menge verwendet werden, die zur Emulgierung des 93,3 bis 100° C liegenden Färbetemperatur vorge- Monochlorbenzol ausreicht.

schlagen. Anionische Dispergiermittel zeigen jedoch 20 Als nichtionische Emulgiermittel werden Polyoxydie Neigung, die hier eingesetzten Farbstoffe zu äthylenalkyläther, Polyoxyäthylenalkylphenoläther, fällen. Fettsäurediäthanolamide, Sorbitan-Fettsäureester und

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Additionsprodukte von Äthylenoxyd usw. verwendet. Färben von Acrylfasern, welche mehr als 80 Ge- Polyoxyäthylenalkyläther und Polyoxyäthylenalkylwichtsprozent Acrylnitrileinheiten enthalten, mit 25 phenoläther werden bevorzugt. Das nichtionische einem basischen oder kationischen Farbstoff, das da- Emulgiermittel wird in einer Menge von 5 bis 10 Gedurch gekennzeichnet ist, daß man Monochlorbenzol wichtsprozent — bezogen auf Monochlorbenzol — in einer Konzentration von 10 g/l oder weniger ver- verwendet. Die Emulsion des Monochlorbenzol ist wendet, welches mit 5 bis 10 Gewichtsprozent, be- im Färbebad beständig.

zogen auf das Monochlorbenzol, eines nichtionischen 30 Monochlorbenzol bildet mit Wasser ein azeo-Emulgiermittels emulgiert ist, und man das Färben tropes Gemisch, dessen Siedepunkt 90,2° C beträgt, bei einer Temperatur von 70 bis 90° C durchführt. Das Gemisch kann sieden, wenn das Färben bei Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfin- einer Temperatur von 90 bis 100° C durchgeführt dung wird das gefärbte Material anschließend einer wird, oder doch zumindest einen beträchtlichen Wärmebehandlung bei oder über 100° C unter- 35 Dampfdruck entwickeln, wobei der Dampf eine beworfen, trächtliche Menge Monochlorbenzol enthält. Wenn Zu den erfindungsgemäß färbbaren Fasern gehören dieser Dampf an den Wandungen des Färbebades solche, die durch Naß- und Trockenverspinnen von gekühlt und kondensiert wird, trennen sich Wasser Polyacrylnitril oder einem Mischpolymerisat mit und Monochlorbenzol voneinander. Aus dem konmehr als 80 Gewichtsprozent Acrylnitrileinheiten 40 densierten Monochlorbenzol und Wasser kann sich und bzw. oder weniger als 20 Gewichtsprozent Ein- nach der Rückkehr in das Bad keine gleichmäßige heiten eines äthylenisch ungesättigten Comonomeren Emulsion mehr bilden. Infolgedessen werden die erhalten worden sind. Bei den äthylenisch ungesättig- Fasern ungleichmäßig gefärbt. Das erfindungsgeten Comonomeren handelt es sich um Verbindungen mäße Färbeverfahren muß daher bei einer Tempemit ' 45 Tatur unterhalb 90° C durchgeführt werden.

CH =3 CC-Resten, Es wird angenommen, daß das Monochlorbenzol

in die Fasern diffundiert und dabei den durch

wie z. B. Vinylester, insbesondere solche von unge- zwischenmolekulare Kräfte bewirkten Zusammenhalt sättigten aliphatischen Monocarbonsäuren, wie ζ. B. löst, wodurch „eine Bewegung der Polymerisat-Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat usw.; 50 segmente eingeleitet* und die Diffusion der großen Acryl- und a-Alkylacrylsäuren (wie z. B. Methacryl- Farbstoffmoleküle in die Fasern erleichtert wird. Bei säure und Äthacrylsäure), deren Ester oder Amide einer Temperatur unterhalb 70° C kann auch ein so (wie z. B. die Methyl-, Äthyl-, Propyl- und Butyl- kleines Molekül wie Monochlorbenzol nicht in die acrylate und -methacrylate, Acrylamid, Methacryl- Faser diffundieren, so daß die Diffusion der großen amid, die N-Methyl-, N-Äthyl-, N-Propyl-, N-Butyl- 55 ■ Farbstoffmoleküle verhindert wird und die Farbstoffacrylamide und -methacrylamide u. dgl.); Methacryl- moleküle auf der jFaseroberfläche verbleiben. Ein nitril, Äthacrylnitril und andere alkylsubstituierte derart gefärbtes Produkt verliert beim Waschen oder Acrylnitrile sowie zahlreiche andere Vinyl-, Acryl- Seifen den größten Teil des Farbstoffes. Das Färben und dergleichen Verbindungen, die sich mit Acryl- muß daher bei einer Temperatur von mindestens nitril zu thermoplastischen Mischpolymerisaten 60 7O⁰C durchgeführt werden. Praktisch ist eine mischpolymerisieren lassen. Erfindungsgemäß lassen Färbetemperatur von 70 bis 90° C zufriedenstellend, sich weiterhin Fasern färben, die aus Mischpoly- da der voluminöse Charakter der Fasern dabei nicht merisaten von Alkylestern von a- oder /J-ungesättig- verlorengeht. Das Trägermolekül scheint bereits bei ten Polycarbonsäuren mit Acrylnitril oder Vinyl- einer Temperatur von etwa 70° C in die Faser zu Verbindungen mit Sulfonsäureestern mit Acrylnitril 65 diffundieren; um das Färben jedoch innerhalb tragerhalten worden sind. barer Zeiten durchzuführen, ist eine Temperatur von Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden, ■ etwa 80°-C vorzuziehen. Der in- den Fasern eingezum Färben kationische Farbstoffe verwendet. Zu schlossene Trägerstoff kann entfernt werden, indem

man die gefärbten Fasern trocken oder feucht 10 bis 20 Minuten auf eine Temperatur oberhalb 100° C, vorzugsweise auf eine Temperatur von etwa 100 bis 150⁰C, erhitzt. Dabei bedient man sich des Umstandes, daß die Verbindung flüchtig ist und bei 90° C bereits einen Dampfdruck von etwa 210 mm Hg zeigt. Wird ein Seifen bei einer Temperatur nahe der Färbetemperatur durchgeführt, wird unvermeidlich der Farbstoff weggewaschen. Wird das Seifen hingegen bei einer solchen Temperatur durchgeführt, daß der Farbstoff nicht weggewaschen wird, wird zwar die an der Oberfläche oder in den äußersten Oberflächenschichten der Faser absorbierte Trägersubstanz entfernt, nicht aber die Trägersubstanz, die in das Innere der Faser diffundiert ist. In den Fasern zurückgebliebene Trägersubstanz vermindert jedoch den wirtschaftlichen Wert der Fasern erheblich, weil die Farbechtheit stark vermindert und ein aufdringlicher Geruch entwickelt wird. Das erfindungsgemäß verwendete Erhitzen im trockenen oder feuchten Zustand unterscheidet sich deutlich von einem Erhitzen in Wasser, da hier der hydrodynamische Druck des Wassers nicht wirksam ist. Selbst bei einer Behandlungstemperatur von über 100° C verschlechtert sich der voluminöse Charakter der Faser überhaupt nicht, im Gegenteil bleiben die während des Färbens gebildeten Verzerrungen bzw. Aufbauschungen erhalten, so daß sich der Griff der Faser sogar verbessert. Weiterhin wird durch diese Verfahrensweise die Diffusion des Farbstoffes in die Faser erhöht, so daß sich die Echtheit der Färbung der Faser weiter verbessert.

Außer dem erfindungsgemäß verwendeten Monochlorbenzol gibt es eine ganze Anzahl von Verbindungen, die die Färbbarkeit von Acrylfasern verbessern, wie Phenol, Nitrobenzol, Benzonitril usw. Jedoch ist hierbei die Echtheit der Färbungen verringert, und der aufdringliche Geruch bleibt erhalten. Auch die anderen Chlorderivate des Benzols außer dem erfindungsgemäß verwendeten Monochlorbenzol, wie Dichlorbenzol, Trichlorbenzol usw., wurden geprüft. Der Einfluß dieser Substanzen auf den Färbevorgang ist jedoch erheblich schlechter als bei Monochlorbenzol. Außerdem sind diese Substanzen weniger flüchtig (der Dampfdruck von Dichlorbenzol beträgt bei 90° C etwa 60 mm Hg, derjenige von Trichlorbenzol etwa 20 mm Hg bei 90° C) und lassen sich daher kaum entfernen.

Das Monochlorbenzol wird erfindungsgemäß in einer solchen Menge zugegeben, daß die Badkonzentration vorzugsweise 0,1 bis 10 g/l beträgt.

Beispiel 1

In ein Gemisch aus 1,41 Monochlorbenzol und 150 g Sorbitanmonolaurat wurden 1,51 Wasser gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde mit Hilfe eines Homogenmischers zu einer Emulsion verrührt.

In eine Vorrichtung zum Färben von Garn in Dockenform wurden 3001 Wasser gefüllt. Nach Erwärmen des Wassers auf 50° C wurde die obige Emulsion hinzugegeben und die erhaltene Lösung 1 Minute gerührt.

Anschließend wurde eine durch Auflösen von 250 g eines schwarzen kationischen Farbstoffes und 150 ecm Essigsäure in 11 siedendem Wasser hergestellte Farbstofflösung zugegeben und die erhaltene Lösung 1 Minute gerührt.

Sodann wurden 50 Docken voluminöses Acrylgarn mit 100 g pro Docke auf die Dockenstäbe gehängt und in das Färbebad eingetaucht. Die Temperatur wurde bis auf 90⁰C erhöht und das Färben für 60 Minuten durchgeführt. Nach 60 Minuten war der Farbstoff vollständig verbraucht. Sodann wurde das Bad allmählich auf 50° C abgekühlt und schließlich abgezogen. In die Färbevorrichtung wurde eine Lösung, die 2 g/l eines nichtionischen Reinigungsmittels enthielt, gefüllt und 20 Minuten bei 60⁰C geseift. Nach dem Waschen mit Wasser wurden die gefärbten Docken von den Stäben genommen, zentrifugiert und 20 Minuten bei 100⁰C gedämpft. Der voluminöse Charakter des Garnes war ebensogut wie vor dem Färben. Natürlich waren die Docken gleichmäßig gefärbt worden. Bei der Farbechtheitsprüfung nach ASTM-Prüfverfahren wurden ausgezeichnete Ergebnisse erhalten:

Lichtechtheit

in Gegenwart von Nylon .. 5. Klasse
(orig.: stain to Nylon) 5. Klasse

Waschechtheit

in Gegenwart von Seide ... 5. Klasse
in Gegenwart von Baumwolle 5. Klasse

Schweißechtheit

in Gegenwart von Seide ... 5. Klasse
in Gegenwart von Baumwolle 4. bis 5. Klasse

Reibechtheit 5. Klasse

Beispiel 2

Zu einem Gemisch aus 0,81 Monochlorbenzol und 50 g Polyoxyäthylenoleyläther wurde 11 Wasser gegeben und das erhaltene Gemisch unter Verwendung eines Homogenmischers emulgiert. In eine Färbevorrichtung zum Färben von Garn in Dockenform wurden 3001 Wasser eingefüllt, worauf die obige Emulsion zugegeben und die erhaltene Mischung

1 Minute gerührt wurde. Anschließend wurde eine durch Auflösen von 44 g eines roten kationischen Farbstoffes und 24 g eines orangefarbenen Farbstoffs sowie 150 ecm Essigsäure in 11 siedendem Wasser erhaltene Farbstofflösung hinzugegeben und die erhaltene Lösung 1 Minute gerührt. Sodann wurden 25 Docken voluminöses Acrylgarn (100 g pro Docke) auf die Dockenstäbe gehängt und in das Färbebad getaucht. Die Temperatur wurde auf 80° C erhöht und 60 Minuten gefärbt. Sodann wurde das Bad allmählich auf 50⁰C abgekühlt und schließlich abgezogen.

In die Färbevorrichtung wurde eine Lösung mit

2 g/l Äthyläthersulfat gefüllt und 20 Minuten bei 60° C geseift. Nach dem Waschen mit Wasser wurden die gefärbten Docken von den Stäben genommen, zentrifugiert und in die Dämpfvorrichtung gebracht, wo sie 20 Minuten bei 100° C gedämpft wurden.

Der voluminöse Charakter des erhaltenen gefärbten Garnes war ebensogut wie vor dem Färben. Natürlich zeigten die Docken keine Ungleichmäßigkeit der Färbung.

Claims

5 6

Die Echtheit der Färbung war ausgezeichnet: handelt wurden. Der voluminöse Charakter des auf

. diese Weise erhaltenen Garnes war ebensogut wie vor

Lichtechtheit _dem färben. Natürlich zeigten die Docken keine

in Gegenwart von Nylon 5. Klasse Ungleichmäßigkeit der Färbung.

Waschechtheit ⁵ _Die Farbechtheit war ausgezeichnet:

in Gegenwart von Seide 5. Klasse Lichtechtheit

in Gegenwart von Baumwolle 5. Klasse J_n Gegenwart von Nylon ... 5. Klasse

Schweißechtheit Waschechtheit

in Gegenwart von Seide 5. Klasse ¹⁰ _m Gegenwart von Seide ... 5. Klasse

in Gegenwart von Baumwolle 5. Klasse _m Gegenwart von Baum-Reibechtheit 5. Klasse wolle 5. Klasse

Schweißechtheit

B e i s ρ i e 1 3 ¹S _m Gegenwart von Seide ... 5. Klasse

In ein Gemisch aus 150 ecm Monochlorbenzol und '^{m G}^^ait von Baum-

10 g eines Polyoxyäthylenalkylphenols wurde 11 ^wolle 4. bis 5. Klasse

Wasser gegeben und die erhaltene Mischung unter Reibechtheit 5. Klasse

Verwendung eines Homogenmischers emulgiert. 4 g ao
eines grünen kationischen Farbstoffs und 10 g eines

gelben kationischen Farbstoffs wurden zusammen Patentansprüche:
mit 150 ecm Essigsäure in 11 Wasser gelöst. Die

obige Emulsion und die Farbstofflösung wurden in 1. Verfahren zum Färben von Acrylfasern, eine Färbevorrichtung zum Färben von Garn in 35 welche mehr als 80 Gewichtsprozent Acrylnitril-Dockenform gegeben, die mit 3001 Wasser gefüllt einheiten enthalten, mit einem basischen oder war, und 1 Minute gerührt. Sodann wurden kationischen Farbstoff, dadurch gekenn-50Docken voluminöses Acrylgarn (100 g pro Docke) zeichnet, daß man im Färbebad Monochlorauf den Stäben in das Färbebad eingetaucht. Die benzol in einer Konzentration von 10 g/l oder Temperatur wurde allmählich auf 75° C erhöht. 30 weniger verwendet, welches mit 5 bis 10 Ge-Nach 30 Minuten war der Farbstoff vollkommen ver- wichtsprozent, bezogen auf das Monochlorbenzol, braucht. Nachdem vorsichtshalber trotzdem 60Mi- eines nichtionischen Emulgiermittels emulgiert nuten gefärbt worden war, wurde das Bad allmählich ist, und man das Färben bei einer Temperatur auf eine Temperatur von weniger als 50° C abge- von 70 bis 90° C durchführt,
kühlt und sodann abgezogen. Nach dem Waschen mit 35 2. Ausbildung des Verfahrens nach AnWasser wurden die gefärbten Docken von den Stäben spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gegenommen, zentrifugiert und in die Trockenvorrich- färbte Material anschließend einer Wärmebetung gebracht, wo sie 20 Minuten bei 120° C be- handlung bei oder über 100° C unterworfen wird.