DE1494142A1

DE1494142A1 - Behandlung natuerlicher oder synthetischer makromolekularer Substanzen

Info

Publication number: DE1494142A1
Application number: DE19611494142
Authority: DE
Inventors: Yoshio Iwakura; Shunji Kawamatsu; Tshikazu Kurosaki; Masatoshi Miura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1960-03-10
Filing date: 1961-03-09
Publication date: 1969-12-18
Also published as: GB916529A

Description

Behandlung natürlicher oder synthetischer makromolekularer

Substanzen : y

Die vorliegende Erfindung-betrifft die Behandlung

natürlicher oder synthetischer makromolekularer Substanzen,.

insbesondere betrifft -de ein Verfahren zur Durchführung ei',,,:

her solchen'Behandlung-, bei dem allgemein eine. organische

Verbindung,.. die gleichzeitig eine Epoxygruppe und eine polt'-

merisierbare Doppelbiridnng `.enthält; auf die Oberfläche einer

natürlichen odersynthetischen Substanz.pfropfmiBchpolymeri-

siert und dieses Gebilde darin-'mit einer Verbindung, die ei-

ne reaktidnefähige 'Gruppe mit, ;aktivem Was:serstoff*.,enthält

das die Epoxygruppe aufzuspalten vermag, behandelt wird.

Von den nattcrlichen und synthetischen makromoleku-

laren Substanzen sind viele wegen ihres schlechten Farbauf-'

nahnievermögens (Farbatoffaffinität), ihrer=--schlechten Be-

# Bedruckbarkeit und Haftung sowie - sofern es sich um Fasern

oder Fäden handelt -des unerwEinachten Grads ihrer Feuchtig-:

keitsabsorption,..in ihren Einsatzmöglichkeiten begrenzt.

Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist eine

Verfahren zur Behandlung natürlicher und synthetischer'makro-

molekularer Produkte, durch das diese unerwünschten Eigen-

schaften wirksam verbessert werden.

Ein weiteres Ziel dieser Erfndüng-besteht darin,`

ein Verfahren zu schaffen, das relativleicht' iznd mit '-gerri-'

gen Kosten durchführbar ist und 'das gegenüber'bekannten @er-

fahren einige bemerkenswerte Vorteile,:-wie sie-sich nach`ol-@

gend zeigen werden, aufweist.

Der-Weg,. auf' dem die vorstehend aufgeführten sowie

weite re' Ziele, Vorteile . und Merkmale der Erfindung erreicht`

werden, wird aus der nachf'olgendenBeschreibung@klarer er- ERP#

kennbar, in der auf typische. und bevorzugte Aus führungemetho-#

den Bezug genommen wird, um das Wesen der Erfindung deutli-

eher zu kennzeichnen, ohne aber den Rahmen der Erfindung da-

durch zu begrenzen.

.,. . . " Der* hervorragende te-ähnis'che Forts`chi#itt' de=s` eüi=

duilgs'geinässeri Verfährens besteht' darin, daß' 'es= möglich'-'ist@='°

der, Oberfläche@von,Makromolekälen eines Grundkörpers, nach

Belieben geeignete uni 'wünschenswerte Eigenschäften zu ver=

leihen. Dieses Ziel wird dadurch erreicht,'daß eine organi-

sche''lierbinäun8die eine EFo=Ygrt#PPe und eine Polymerisier-

:r

bare Doppelbindung ;enthält, auf die Oberfli:--cl:e von aus ma-

kromolekularer'Substanz bestehenden Fasern, Fäden, Folien

oder geformten Gebilden pfropfmischpolymerisiert und diese

dann mit einer Verbindung behgr.delt. ;wird, die,gleichzeitig

eine reaktionsfähige,Grupge mit aktivem Wasserstoff und reak-

tionsfähige Gruppen mit solchen Figenschaften, die der Ober-

Y

fläche der Fasern, Fäden, Folien oder geformten Gebildever-

liehen werden .sollen, besitzt. ' . .

Die Behandlung von Fasern-aus Mischpolymeren von

Acrylnitril und Glycidylestern ungesättigter Fettsäuren mit

lminen zur Verbesserung des Farbau;nahmevermögens von. Fasern

ist bekannt. Dieses bekannte Mischpolymerieationsverfahren

weist` aber die folgenden''Rachteile' auf, die durch das erfin-

dungsgemäese Verfahren beseitigt werdens 1) muss die zu be-

handelnde Substanz mit Glycidylestern ungesättigter Petteäu-

ren mischpolymerisierbar sein. Ferner kann das bekannte '9er-

fahren. nicht ',aüf solche natürlichen oder, synthetischen Nnkro-`

moleküle angewendet werden,'die durch'Kondensationsreaktonen

entstanden sind. 2) musste Bei den bisher bekarnten Nischpoly-`

merisationsverfahren die' Behandlung während der Po.,ymeriea-

tion des zu beh=andelnden Materials' begonnen' werden, Im GEgen-

satt dazu ist es bei der Pfropfniischpolymerisationstechnik'

der vorliegenden Erfindung möglich, die Behandlung an den

Fasern, Fäden und anderen geformten Gebilden zu vollziehen.

3) bestand bei der Technik der bisher bekannten Mischpoly-

merisationsverfahren die Möglichkeit, daB der kristalline

Anteil verringert, der Erweichungspunkt herabgesetzt und

die mechanischen Eigenschaften des Grundkörpers herabgesetzt

werden. Dagegen ist es nach dem erfindungsgemässen Verfahren

durch. entsprechend geeignete Wahl-der Pfropfbedingungen mög-

lieh, nur die Eigenschaften der-Oberfläche zu verändern, ohne

den kristallinen Anteil der Makromoleküle des Grundkörpers zu-'

e

verringern.

Die als Grundkörper bei der Ausführung der vorliegen-

den Erfindung geeignete, makromolekulare organische Verbindung

kann aus einem äusserst umfangreichen Bereich makromolekularer

Stoffe gewählt werden. Als Beispiele synthetischer, makromole-

kularer Substanzen, die durch chemische Umsetzungen wie Poly-

merisntione-, Polykondensationa- und_Polyadditionsreaktionen

entstanden sind, seien genanntteL-olsfinieche Äthylenm»,kromol4,-

küle, Vlny1- und Vinylidenmakremoleküle, organische Makromole-

küle von Biiiciuma Titan und anderen Metallen, Makromoleküle der

2olyester-, Polyamid-, Polyurethan- und Polyharnstoffgruppe'@

Dienmakromoleküle, Polyaulfidmakronoleküie und Makromolektle

der lcetalgruppe. Ferner können regenerierte Nakromolek#le ton

natürlichen Zakromolekiilen, die durch chemische Behandle

dieser Makromeoleküle entstehenden Makrom®leküle sowie deren

Mischungen und Mischpolymere verwendet werden.

'Eine 'für das erfindungsgemässe Verfahren geeignete

Verbindung, die gleichzeitig eine Epozygruppe und eine poly-

merisierbare Doppelbindung enthält, hat folgende Struktur::

Darin bedeuten: R1, R2 und R3 Wasserstoffatome oder

Alkyl- ünd Ällylgruppen und A eine xthyl-, Ester oder Urethan-

bindung.'Einige Beispiele dieser organischen Verbindung sind

Vinylglycidyläther, Glycidylmethaerylat, Glycidylacrylat und

Vinylglycidylurethan. ".-

Für die erfindungsgemässe Durchführung der Pfropf-

mischpolymerisaton kann ein Verfahren angewendet werden,'bei

dem energLereiehe Strahlung bis zum'uv-Bereich' ln*endung fin-

det, die' die Bildung freier' Radikale in'beispielaweise einend

organischen Makromolekül *oder einem mit einem -Se nsibilisator `@

versetzten organischen Makromolekül verursachen'`kann und bei

dem nach einem', bekannten Verfahren-eine Verbindung,* die,gleich-

,zeitig eine Epäxygruppe und eine pölymerisierbare Doppe'Tbin-@'

dung besitzt, auf orgänidche makromolekulare Yasern, Fäd@eri, '°

Folien odereandere geformte Gebilde .prropfmischpolymerisiert

wird, oder:: aber ein Verfahren, bei dem die genannte Pfropf-, ..

mischpolymerisation.durch Ozon-_oder thermische Oxydation

ausgelöst-wird. Dae erfindungsgemässe Verfahren ist aber .

nicht auf die vorstehend beschriebenen, besonderen Pfr_opf-.

mischpolymerlsationsmethoden beschränkt.

Zur Durchführung der Pfropfmischpolymerisation kann

die gleichzeitig eine Epozygruppe und eine pölymerisierbare

Doppelbindung enthaltende organische Verbindung sowohl direkt

in reiner Form als auch verdünnt mit einem Lösungsmittel oder

in Mischung mit einem anderen Monomer vorliegen. Falls es

speziell erwünscht ist, die- Pfropfmis-chpolymerisation nur an Ader Oberfläche des Grundkörpers durchzuführen, wird vorzugs-

weise ein Lösungsmittel zugegeben, durch welches das als

Grundkörper verwendete Polymer nicht aufquillt. Soll die

Pfropfmiechpolymerieation bis zu einem gewiesen Grad auch in

das@Innere den Grundkörpers vqcdringen, wird :weekmäe sie ein

das polymere Material den Grundkörpern anfluellendes höaungs-'

i

mittel verwendet. Wenn ein epoaygruppenhallt s Monomer mit

einem anderen, polymeriBierbaren Monomer gemischt wird, Kann

die hfropfmischpolymerisation so durchgeführt werden, d49 eich

die Menge der auf die Fasern, Fäden, Folien oder andern ge-

formten Gebilde aufgepfropften Epoxygruppen quantitativ t ein-

stellen lässt.

Wenn die' vorstehend genannten 7aeern, Poliert- oder

geformten Gebilde" nach kufpfroptung deb liischpolymers mit

einer Verbindung behändelt'werdende-zur Aufspaltung der

Epazygruppe fähigen.-aktiven Wasserstoff enthält, s.E. einem

Polyhydroxyemin, *erden eine sekundäre oder eine tertiäre

und eine Hydrozylgruppe, in die Oberfläche der 7asern, Polien,

oder geformten Gebilde eingeführt; dadurch ist es möglich,

dieser Oberfläche die gewünschten Eigenschaften zu verleihen.

Dieses Polyhydrozyamin he= ein.alphatisches oder aramatiechee'

Amin oder lein mit ein oder mehr Hydrozylgruppen sein= geeig-

net sind beispielsweäset $ydrozylamin, Monoäthanolamin, 2-

lminobutanol (,1),, 2-Lmino-2-methylpropanol (1), 2=Amino-2-

methylpropandiol`(1,3), eis (Hydrozymethyl)aminoäthan, Amino-

zucker,'Diäthanolemin"2-Hydro:ypropylmethylamin, `

3-Phenorypropylmethylamin, 3,2-Dozypropylmethylamin (3,2=

Dihyärozy-Propylmethylamin) 2-(2',-ozypropylsmino) äthanol,

(2-(2'-H?drozypropylamino)gthanol), 2-(3'-phenozy-2-hydrozy-

propylamino)äthanol(2-(3'-Phano@y-2-hydroxypropylamino)äthanol)e

2--(3'2'-dlh,ydrozyp-ropylamino)ithaaol,'(2-(3',2'-`Dihydrozy-

propylamin0)äthanols4#',2'-Dihydrozypropylamino-tria (hydrozy-

methyl)methan, Aminophenol, #mnophenolsulfonsäure, lmino-

naphthol, lminoäphtholeulfonsäure, N-Methyleminophenol,,

X-itthylaninophenol, Adrenalin, Adrenalon,` 2-(2''-Ozy-2'-

(+)'3,'21=Dioxypropylaminotris (hydroethyl) methan,

3-Phenoxypropylmethylamin, 3,2-Dihydroxy-Propyl-

methylamin; 2-(2'-Hydroxypropylamino)äthanol, 2-(3'-Phen-

oxy-2-hydroxypropylamino)äthanol, 2-(3',2'-Dihydroxy-.

propylamino)äthanol; 3', 2'-Dihydroxypropylamino-tris

(hydroxymethyl)metrian, Aminophenol, Aminophenolsulfon-

säure, Aminonaphthol, Aminoaphtholsulfonsäure, N-Methyl-

amiiiophenol, N-Ät:iylauiinophenol, Adrenalin, Adrenalon,

2-(2'-hydroxy-2'pheiiyläthylamino)äthanol; und 2(3'-Pheoxy-

2''-hydroxypropylamino)äthanol.

phenyläthylamino)äthanol,, (2-(2!-hydroxy-2'phenyläthylamino)

äthanolf und 2-3'-Phenozy-21-ozypropylamino)äthanol (2(3'-

Pheoz.Y-2'-hydröxypro,pylamino)athanol.

Die Reaktion zwischen den' aus organischen Makromole-

keilen bestehenden Fasern oder geformten Gebilden, in die dis

Epozgruppe,eingeführt wurde, und dem Polyhydroxyamin wird in

gasförmiger 'oder flüssiger' Phase bei erhöhtem' oder Atmosphären-

druck und einer Temperatur zwischen 200 ixnd 2008 durchgeführt,

oder die Fasern oder geformten Gebilde werden mit der Lösung

durchtränkt und dann gehärtet.

Ba wurde festgestellt, daß naäh-der vorstehend be-

schriebenen X,ethode'behandelte Fae'ern oder geformte Gebilde

ein sehr grossen ?arbaufnahmeviermögen für saure Farbstoffe,Di-

rektfarbstoffe, und Dispereionsfarbetoffe und eine erhöhte Was-

seraufnahmefähigkeit besitzen. Ferner wird es - bei geeigneter

Wahl der Bedingungen der Pfropfmischpolymerisation an der

Oberfläche des Grundkörpers - möglich sein, dem Veredlungspro-

dukt ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften zu erteilen, ohne

die mechanischen Eigenschaften zu verschlechtern, in$besoadere

ohne' die mechanische Festigkeit herabzusetzen.*

Bei Verwendung einer Aminosäure znr Reaktion 'mit dem

Ffropfmischpolymerisat, in das' eine, Epoxygruppe eingeführt

wurde, ist es möglich, in letzteres eine sekundäre oder ter-

tiäre Aminogruppe`und eine Garbaxylgruppe einzuführen. Das

,Endprodukt kann dann sowohl basisch als sauer reagieren.

Infolgedessen ist das Parbaufna.lzmevermögen eines eolechen

Mischpolymerisats für saure und basische Farbstoffe erhöht.

Bei der Torstehend .beschriebenen Behandlung mit Polyoxyaminen

kann keine bedeutende Erhöhung des Parbaufnahnevermögens hin-

sichtlich basiseher Farbstoffe erwartet werden, aber dieser ,

Mangel kann Reitgehend durch die obengenannte Aminosäurenbe-

handlung ausgeglichen werden. Somit ist es möglich, das Pro-

dukt mit Farbstoffen aus einem weiten Bereich verschiedener

Klassen anzufärben.

Die für diesen Zweck verwendbare Aminosäure besitzt

eine oder mehrere Garboxylgruppen und eine primäre oder sekun-

däre aliphatische oder aromatische iXinogruppe; als Beispiele

seien genannt: Glycin, llanin, et -lminobuttensäure, rL-lmino-

isobutteasäure, 4C-lminoTaleriansäure, et-lminocapronsäure,

8-llanin,i# -hninobutter$äure, i -lminoiaobuttereäure,

-lminovaleriana#üre, B, f. -Diaminocapronaäure, i , f -Diamino-

capronsäure, E -Aninocapronsäure, Leucin, Isoleucin, Zrainin,

Jsparaginsäure, Qlutaminsäure, Glutamin,'Hippursäure, Hietidin,

Oxyvalin, Oxyglutaminsäure, 4.-lninoadipinsäure,4L,£ -Diamino-

pimelinsäure, Cystin und Methionin.

. Die Reaktion zwischen dem Nischpolymeriaat, in das

eine Epoxygruppe eingeführt wurde, und der Aminosäure wird

entweder in der Lösung einer Aminosäure oder eines aminoeauren

Natriumsalzes unter erhöhtem oder Atmosphärendruck und bei

einer Temperatur von 20° bis 2009C oder durch Tränken der

Fasern, Folien oder geformten Gebilde mit dieser Lösung und

anschliessender Härtung (curng) durchgeführt.

Wenn das Pfropfpolymerisat, in das eine Epozygruppe

eingeführt wurde, mit einer aliphatischen oder aromatischen

Verbindung, die eine oder mehrere primäre oder sekundäre Ami-

nogruppen enthält, behandelt wird, ist es möglich, eine ',se-

kundäre'oder tertiäre Aminogruppe und eine Hydrozylgruppe

einzuführen. Infolgedessen wird das Farbaufnahn:evermögen hin-

sichtlich saurer und Dispersions-Farbstoffe verbessert und Be'-

druckbarkeit und Haftung erhöht.`

Für die Durchführung, des erfindungsgemäßen Verfah-

rens sind aliphatische oder aromatische Mono- und Polyamine

geeignet, wobei mindestens ein Amin, ein primäres oder sekun-

däres Amin sein muee. Ale Beispiele seien genannt: aliphati-'

sehe, priaäre bionoamine, wie Methylamin und Äthylamin, ali-

phatische, primäre Monoamine, wie Methylamin und Ithylamin,

aliphatische sekundäre l"onoamine, wie Diäthylamin und Dimethyl-

amin; aliphatsche,Polypmine wie'Äthylendiamin, Tetranethyl-

diamin und fiez°&"nethylen-diamin; aromatische Amine, wie Anilin

und-p-Phenylendiamin, Quanidin, Melanin, Piperazin und 1,4--bie

($-A,naäthyl) b erz o1'.

Die Reaktion zwischen den propfmischpolymerisier- ,

ten fasern, Folien oder geformten Gebilden, in die, eine

Epoz'gruppe eingeführt wurde, und dem Amin wird entweder

in gasförmiger oder flüssiger Phase unter erhöhtem oder

Atmosphärendruck und bei einer Temperatur von 20o bin 20000

oder durch Tränken der Fasern, Folien oder geformten Gebil-

de mit einer Flüssigkeit oder Lösung dieses Amins und an-

schliessender Härtung (curing) durchgeführt.

Zur näheren Erläuterung des Wesens der vorliegen-

den Erfindung werden nachfolgend typische Verfahrensbeispie-

le angeführt= Diese Beispiele sind aber selbstverständlich

nur erläuternder Natur und sollen keine Begrenzung des Rah-

mens der Erfindung bedeuten.

Beispiel 1

'1g Polyäthylenfasern hoher Dichte (Molekulargewicht:-

etwa 57 000) werden in ein Glasrohr eingefüllt und 16 Std.

lang im Vakuum belassen; dann Wird das Glasrohr geöffnet

und die Fasern einer Bestrahlung von 107r durch Ganmastrah-;

6,0

len aus einer Co-Quelle bei einer Strahlungsleistung von

3x 105r/Std. ausgesetzt,'15g Glycidyl-methacrylat werden

auf die sich unter Vakuum befindlichen Fasern gegossen und

während 30 Min. bei Zimmertemperatur umgesetzt. Die lölyäthy-

lenfasern werden dann der Apparatur entnommen, 10 Std. mit

Aceton gewaschen und im Vakuum getrockent. Der durch die Ge-

wichtszunahme bestimmte Aufpfropfungsgrad'beträgt 2%. Die

so behandelten '2aserh werden 2 Std. lang bei 670C in 50 ccm

einer 50%igen Diäthanölaminlösung in Aceton zur Reaktion ge-

bracht, anschließend mit Wasser gewaschen und luftgetrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen ein äußerst

hohes Farbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe,. Direktfarb-

Stoffe und Dispersionsfarbstoffe; ihre Wasseraufnahmefähig-

keit ist ebenfalls auf die in Tabelle 2 angegebenen Werte

erhöht.

Beispiel 2

1 g Polyäthylenfasern hoher. Dichte (die gleichen wie in

Beispiel 1) werden in ,ein Versuchsrohr eingefüllt und 1ß' Std.'

lang im Vakuum belassen; danach wird das Rohr geöffnet und-,

die Fasern einer Bestrahlung von 107r durch Gammastrahlen

aus einer 60 Co-Quelle bei einer ätrahlungsleistung von

3x105r/Std. ausgesetzt. 15 g Glycidy1methacrylat werden

auf die sich unter Vakuum befindlichen Fasern gegossen

und die Reaktion wird während 1 Std. bei Zimmertemperatur

durchgeführt. Die Polyathylenfasern werden dann.dem Ver-

suchsrohr entnommen, 10 Std. mit Aceton unter Verwendung

Eines Soxhlet Extraktionsapparates gewaschen und dann im

Vakuum getrocknet. Der durch die Gewichtzunahme bestimmte

Aufpfropfungsgrad beträgt 16%. Diese pfropfmischpolymeri-

sierten Fasern werden 2 Std. lang bei 670C in 50 ccm einer

50%igen Diäthanolaminlösung in Aceton zur Reaktion gebracht,

Die auf diese Ueise erhaltenen Fasern zeigen ein äußerst

hohes Parbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe, Direkt-

farbstoffe und Dispersionsfarbstoffe; ihre Wasseraufnahme-

fähigkeit ist ebenfalls auf die in Tabelle 2 angegebenen

4Yerte erhöht.

Beispiel 3

1g Polypropylenfasern (Molekulargewicht: 43000) werden

in ein Versuchsrohr gefüllt und 16 Std. lang im Vakuum,be-

la.ssen; danach wird das Rohr geöffnet und die Fasern einer

Bestrahlung von 5 x 106r durch Gammastrahlen aus einer

60

Co-Quelle bei einer ,Strahlungsleistung von 3x105r/Std.

ausgesetzt. 10 g@Glycdylmetiiacrylat werden unter Vakuum

eingegossen und die Reaktion wird während 1 Std. bei

Zimmertemperatur durchgeführt. Die Fasern werden dann

herausgenommen@und 10 Std.'lang mit Aceton gewaschen.

Der durch die üewichtszunahme bestimmte Aufpfropfungsgrad

be,trt:g r @A. 'Die Fasern werden dann 2 Std: lang in 50 ccm

einer Diäthanolaminlösung in Aceton auf 67o erwärmt, an-

schlietend gründlich mit dasser gewaschen und luftgetrock-

net.

Die auf diese 'r;Pise erhaltenen Fasern zeigen ein äußerst

hohes Farbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe, Direktfarb-

stoffe um Dspersionsfarbstoffe.

Beispiel 4

1g'Polyvinylchloridfasern werden über eine Aluminium-

spule gespannt, in die-em Zustand in ein Versuchsrohr einge-

führt und 16, Std': lang im ;Vakuum belassen; danach wird das

Versuchsrohr geöffnet und die Fasern einer Bestrahlung ;von

2x10ar' durch Gammastrahlen :.aus einer 6oCo-Quelle bei einer

Stra. _luiigsleistung von 3x105r/Std. ausgesetzt. Eine 30,4ige

Glycidylmeth:icrylat-Lösung in Bezol' wird unter Vakuum den

Fasern zugegeben und so 2 Std. belassen. Die Fasern werden

dann entnommen, mit gekühltem Bezol gewaschen und im

Vakuum getrocknet. Der durch die Gewichtszunahme bestimm-

te- Aufpfropfungsgrad beträgt 13%. Die Fasern werden - in

noch gespanntem Zustand - 2 Std. lang bei 40o0 in 50 ccm

einer flüssigen Mischung aus gleichen Teilen Diäthanolamin,

Wasser und Dioxan zur Reaktion gebracht; danach werden die

Fasern mit Wasser gewaschen und luftgetrocknet.

Die auf diese Heise erhaltenen Fasern zeigen ein äußerst

hohes Farbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe, Direktfarb-

stoffe und Dispersionsfarbstoffe.

Beispiel 5

0,5g der nach Beispiel 2 erhaltenen pfropfmischpolymeri-

sierten Polyäthylenfasern werden 2 Std. lang bei 67o in

50 ccm einer 50;öigen Monoäthanolaminlösung in Aceton zur

Reaktion gebracht. Die auf diese Weise erhaltenen Fasern

zeigen ein gutes Farbaufnahmevermögen für Farbstoffe ver-

schiedener Klassen.

Beispiel 6

0,5 g der in Beispiel. 2 erwähnten pfropfmischpolymeri-

sierten Polyäthylenfasern werden 2 Std. lang in 50 ccm einer

50%igen Ilydroxylaminlösung in Isopropylalkohol auf 70o

erwärmt.. Die so erhaltenen Fasern zeigen ein bemerkens-

wertes Farbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe, Direkt-'

farbstoffe und. Dispersionsfarbstaffe.

Bespiel 7

0,5 g der in Beispiel 2 erwähnten,, pfropfmischpolymeri-

sierten Polyäthylenfasern werden :2 Std, lang in einer 50%igen

Lösung von 2-(3'-Phenoxy-2'-oxypropylamino)äthanol (2-(3'-

Phenoxy-2'-hydrosypropylamirio)äthanol) in Aceton auf'670'

erwärmt.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen ein ausge-

zeichnetes Farbaufnahmevermö.genfür saure Farbstoffe, Direkt-

farbstoffe und Dispersionsfa;rbstdffe.

Beispiel 8

0,5 g der, in Beispiel 2 erwähnten, pfropfmisch.polymeri-

sierten Fasern werden 2 Std.' läng in 50cem einer 50igenl

meta-Aminophenollösung in Aceton bei 500 behandelt.

Beispiel g

0,5 g einer 2olyäthylenfolieniederer Dichte (Molekular-

gewicht:'etwa '42 000, Dicke:' 0,1mm) werden in ein Versuchs-

rohr eingebracht und 16 Std. lang im Vakuum belassen;

danachverden die Fasern einer Bestrahlung von 108r

durch Gammastrahlen aus einer 60-Co-Quelle bei einer

Strahlungsleistung von 3x105r/Std, ausgesetzt. 0,5 g

Glycidylmethaerylat werden der Folie zugegeben, die

5 Std. lang bei Zimmertempratur umgesetzt wird; dann

wird die Folie mit Aceton gewaschen und getrocknet. Der

durch die Gewichtszunahme bestimmte Aufpfropfungsgrad be-

trägt 17%o. Die Folie wird dann 2 Std. bei 670 in 50 ccm

einer 50%igen Diäthanolaminlösung in Aceton behandelt.

Die so erhaltene Folie zeigt ein ausgezeichnetes Parb-

aufnahmevermögen für saure Farbstoffe, Direktfarbstoffe und

Dispersionsfarbstoffe und besitzt eine hervorragende Be-

druckbarkeit, wie sich aufgrund des Ablöseverhaltens nach,

dem Cellotape-Test ergibt.

Beispiel 10

0,5g Polyäthylenfasern hoher Dichte (die gleichen wie

in Beispiel 1) werden in ein Glasrohr eingebracht und eva-

kuiert. Dann wird das Rohr geöffnet und die Fasern eingr

Bestrahlung von 105r durch Gammastrahlen aus einer 60 Co-

Quelle bei einer Strahlungsleistung von 3x105r/Std. ausge-

setzt. Unter.Vakuum werden 10 g Glycidylmethycrylat den

Fasern zugegeben, die nach einstündiger Reaktion bei

Zimmertemperatur mit Aceton gewaschen: und getrocknet

werden.' Der durch die Gewichtszunahme bestimmte Auf-

pfropfun:gagra,d beträgt 9,8%. Die Fasern werden dann:

2 Std. bei 67o in 50 ccm einer 50%igen Diäthanolamin-

Lösung in Aceton umgesetzt, anschließend mit Wasser ge-

waschen und getrocknet.

Die so erhaltenen Fasern zeigen ein bemerkenswertes

Farbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe,: Direktfarb-

stoffe und Dispersionsfarbstoffe_

Beispiel 11 .,

0,4g'Tefldnfolie werden; in ein Versuchsrohr eingebracht

und,16 Std.im; Vakuum belassen; äanh wird das Rohr geöffnet

und die Folie einer Bestrahlung von 107r durch Gammastrahlen

einer 60Co-Quelle;bei einer Strahlungsleistung von 3x105x/Std,

ausgesetzt. Unter Vakuum werden vier Folie `10g Glycidylmetha-

crylat zugegeben, die dann nach 3-stündiger Reaktion bei'

Zimmertemperatur m3.t Aceton gewaschen und im Vakuum getrock-

net wird: Der durch die Gewichtszunahme beistimmte Aufpfropfungs-

grad beträgt 3%. Diese 'Folie wird dann 2 Std. bei 670_ in

5000m einer 50%igen Diäthanolaminlösung in Aceton behandelt,

mit, Wasser gewaschen und getrocknet.

Die so erhaltene Folie zeigt ein bemerkenswertes Farb-

aufnahmevermögen für saure Farbstoffe, Direktfarbstoffe

und Dispersionsfarbstoffe und besitzt ebenfalls eine

gute Bedruckbarkeit.

Beispiel 12

0,5g der in Beispiel 2 erwähnten pfropfmischpolymeii

sierten Polyäthylenfasern werden 2 Std. lang bei 60o in

50 ccm einer 50%igen Natriumalaninat-Lösung in Diox an um-

gesetzt, dann mit Wasser gewaschen und getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen ein gutes

Farbaufnahmevermögen für saure und basische Farbstoffe.

Beispiel 13

0,5g der in Beispiel 2 erwähnten pfropfmischpolymeri-

sierten Polyäthylenfasern werden 2 Std. lang bei 70o in

50 ccm einer durch Lösen von 5% Natriumlysinat in einer

70%igen wässerigen Dimethylformamidlösung erhaltenen Lö-

su@g umgesetzt; danach werden die Fasern mit Wasser ge-

waschen und .getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen eingutes

Farbaufnahmevermögen für saure und basische Farbstoffe.

Beispiel 14

0959 der in Beispiel 2 erwähnten Pfrapfmischpolymer-

sierten Polyäthyienfasern.werden. 2 Std. bei 700 in' 500em

einer durch Lösen von 5% Natriumleucinat in einer 70%igen .

wässerigen Dimethylformamidlösung erhaltenen Lösung umge-

setzt; danach werden die Fasern mit 'Nasser gewaschen und

getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen ein gu-

tes Farbaufnahmevermögen für saure und basische Farbstoffe.

Beispiel 15 ',

0,5g der,in Beispiel 4 beschriebenen pfropfmischpoly-merisierten Polyvnylehloridfase,rn werden 2 Std. in ge-

spanntem Zustand bei 5000 in 50 e)am einer durch Dösen von

10 Natriumalaninat in einer 50%igen'wässerigen Dioxanlösung

erhaltenen Lösung umgesetzt;' dann; werden die Fasern mit

Wasser gewaschen und getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fas' ern zeigen ein gutes

Farb-

Farbaufnahmevermögen für saue und basische/Stoffe.

Beispiel 16

0,5g der in Beispiel 2 beschriebenen pfropfaischpolymeri-

eierten Polyäthylenfasern werden-2 Std. lang bei 60o

in 50ccm einer 50;@igen Diäthylaminlösung in Aceton umge-

setzt; danach werden die Fasern mit Wasser gewaschen und

getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen ein gutes

Farbaufnahmevermögen für saure und Dispersionsfarbstoffe.

Beispiel 17

0,5g der in Beispiel 2 beschriebenen pfropfmischpoly-

merisierten Polyäthylenfasern werden 2 Std. bei 60o in

50ecm einer 50>bigen Äthylendiaminlösung in Aceton umge-

setzt; dann werden die Fasern mit Wasser gewaschen und

getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenenlFasern zeigen ein gutes

Farbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe und Dispersions-

farbstoffe.

Beispiel 18

0,5g der in Beispiel 4 beschreibenen, pfropfmischpoly-

merisierten Polyvinylchloridfasern werden eine Std. in ge.-

apanntem Zustand bei. 40 o in 100 ccm einer aua gleichen Teilen

Diäthylamin, Wasser und Dio=an zusammengesetzten Flüssig-

keitsmisohung umgesetzt; dann werden die Fasern mit Wasser

gewaschen und getrocknet.

Die auf diese Weise erhaltenen Fasern zeigen ein

gutes Parbaufnahmevermögen für saure Farbstoffe und Dis-

persionsfarbetoffe.

Die Beziehungen zwischen Menge der aufgepfropften

Substanz und dadurch erzielten Parb- und Wasseraufnahmever-

mögen des Veredelungsproduktes variieren von Fall zu Fall

je nach den eingehaltenen Bedingungen. bo genügt beispiels-

weise -besonders bei einer nur oberflächlichen Pfropfmisch-

polymerisation auf den Grundkörper - ein niedriger Auf-

pfropfungsgrad. Weiterhin ist zur Erzielung einer hochgradi-

gen Verbesserung von Parbaufnahmevermögen, Bedruckbarkeit

und Haftung bei Folien oder geformten Gebilden ein niedrige-

rer Aufpfropfungsgrad ausreichend als bei Gebilden wie

Fasern, die - bezogen auf die physikalische Volumeneinheit -

eine grosse Oberfläche besitzen.

Das erfIndungegemässe Verfahren ist dadurch ausgezeioh-

net, dass es selbst bei äusserst niederem Aufpfropfungagrad

die Oberflächeneigenschaften des Grundkörpers in hohem Mal

verbessern kann. Dies sei an einem Beispiel erläutert, bei

dem Glyoidylmethaorylat auf Polyäthylenfasern pfropfmisch-

polymerisiert wurde. Selbst bei einem Aufgfropfungagrad von

nur 2 9b wurde nach der Behandlung mit Diäthanolamin ein

bemerkenswertes Farbaufnahmevermögen der Faser festgestellt.

Daa Wesentliche hierbei ist die Tatsache, dass es ermöglicht

wird, derartigen Fasern bei einem geringen Aufpfropfungsgrad,

der zu niedrig ist, um irgendeine Veränderung der physikali-

schen Eigenschaften der Fasern zu bewirken, ein hohes Farb-

aufnahmevermögen zu verleihen.

Zum besseren Verständnis des Wesens der Erfindung wer-

den nachfolgend in den Tabellen 1, 2 und 3 die Beziehungen

zwischen Aufpfropfungsgrad von Glyeidylmethaerylat und Parb-

aufnahmevermögen und Wasseraufnahmefähigkeit der Fasern für

Polyäthylen- und Polypropylenfasern gezeigt, auf die Gly-

cidylmethacrylat pfropfmischpolymerisiert wurde und die 2 Std.

bei 67e in einer 50-%igen Diäthanolaminlösung.in Aceton behan-

delt wurden. In sämtlichen Tabellen beziehen sich die Prozent-

angaben der Hilfsmittelzusätze auf die jeweilige Faser.

Tabelle 1

Die in der folgenden Tabelle angegebenen Werte bezie-

hen sich auf das Farbaufnahmevermögen (Farbstoffaffinität)

für verschiedene Farbstoffe bei Polyäthylenfasern, auf die

Qlycidylmethacrylat pfropfmischpolymerisiert wurde und die

mit Diäthanolamin behandelt wurden.

Farbstoffkennzeiehnung Aufikopfungsgrad

und Färbebedingungen 2 % 16 96 37 % 93 96

saurer Farbstoff

Brillantsäure

Scharlach 3R

Farbstoff, 2% hoch hoch hoch hoch

Schwefelsäure, 296

kristallines

Glaubersalz,10%

Direktfarbstoff

Benzopurpurin-4B

Farbstoff, 296 niedrig hoch hoch hoch

Tafelsalz, 1096

Dispersionsfarbstoff

Di acelyne

Brillantblau-B hoch hoch hoch hoch

Farbstoff, 396

Monogen, 696

Im Gegensatz dazu zeigten unbehandelte Fasern, Folien

und geformte Gebilde aus Polyäthylen überhaupt keine Farbauf-

nahmevermögen für die vorstehend genannten Farbstoffe.

Tabelle 2

In der nachfolgenden Tabelle werden die Werte für die

Wasseraufnahmefähigkeit von Polyäthylenfasern gezeigt, auf

die Glycidylmethaerylat pfropfmischpolymerisiert wurde und

die dann 2 Std. bei 67o mit Diäthanolamin behandelt wurden.

Unbehandelte Behandelte Polyäthylenfaser

Polyäthylen- Aufpfropfungsgrad

Faser 2 gb 16 gL 37 % 93

0,5 % 1,5% ` 2959 396% 5

Die obigen Werte für die Feuchtigkeitsaufnahme wurden

in allen Fällen dadurch bestimmt, dass die Fasern ¢8 Std. in

einem Exsiceator belassen wurden, in dessen Inneren eine kon-

stante relative luftfeuchte von 60 9L herrschte, die Fasern

anschliessend gewogen, getrocknet und rückgewogen wurden und

die Gewichtsabnahme errechnet wurde.

Tabelle 3

Die in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Werte be-

ziehen sich auf das Parbaufnahmevermögen von Polypropylen-

fasern, auf die Glyeidylmethaerylat pfropfmisehpolymerisiert

und die dann mit Diäthanolamin behandelt wurden.

Farbstoffkennzeichnung Aufpfropfungsgrad

und Färbebedingungen 2 g6 15)5%

saurer Farbstoff

Brillantsäure

Scharlach 3R

Farbstoff, 296 hoch hoch

Schwefelsäure, 296

krist. Qlaubersalz,10%

Direktfarbstoff

Benzopurpurin, 4B

Farbstoff, 296 niedrig hoch

Tafelsalz, 10%

Dispersionsfarbstoff

Diacelyton-bulylian

Tobul B hoch hoch

Farbstoff, 356

Monogen, 656

Im Gegensatz dazu zeigten unbehandelte Fasern, Folien

und geformte Gebilde aus Polypropylen überhaupt kein Parbauf-

nahmevermtigen für die vorstehend genannten Farbstoffe.

Tabelle 4

Zur weiteren Erläuterung sind Aufpfropfungsgrad vom

Glycidylmethacrylat und Farbaufnahmevermögen einer Poly-

gthylenfaser, auf die Glyeidylmethaerylat pfropfmisehpolymeri-

eiert und die anschliessend 2 Std. bei 60o in einer 50-%igen

Diäthylaminlösung in Aceton umgesetzt wurde, in nachfolgender

Tabelle angegeben.

Farbstoffkennzeichnung Aufpfropfungsgrad von

Glycidylmethacrylat

und Färbebedingungen 2 % 16 g6 37 96 93

saurer Farbstoff

Brillantsäure

Scharlach 3R niedrig hoch hoch hoch

Farbstoff, 296

Schwefelsäure, 296

kristallines

Glaubersalz, 1096

Dispersionsfarbstoff

Diacelyton

Brillantblau B niedrig hoch hoch hoch

Farbstoff, 396

Monogen, 696

Da viele, offensichtlich sehr verschiedene Ausführungs-

formen dieser Erfindung möglich sind, ohne von ihrer. Idee

abzuweichen oder ihren Rahmen zu verlassen, ist die Erfindung

nicht auf spezielle Ausführungsformen -sofern sie nicht

in dem nachfolgenden Anspruch festgelegt sind - beschränkt.

Claims

P a t e n t a n a p r b. c h

Verfahren zur Behandlung natürlicher und synthetischer makromolekularer Substanzen, dadurch gekennzeichnet, dass eine organische Verbindung, die gleichzeitig eine Epozygruppe und eine polymerisierbare Doppelbindung enthält, auf die Oberfläche einer natürlichen oder synthetischen makromole- kularen Substanz pfropfmischpolymerisiert und dieselbe dann mit einer Verbindung behandelt wird, die eine reaktionsfähige Gruppe mit aktivem Wasserstoff, die die Epoxygruppe aufzu- spalten vermag, behandelt wird.