DE1958472C2

DE1958472C2 - Verfahren zur Herstellung gefaerbter und hochgebauschter Polyacrylnitrilgarne

Info

Publication number: DE1958472C2
Application number: DE19691958472
Authority: DE
Inventors: Werner Amend
Original assignee: WITTENSTEIN KG TROOST
Current assignee: WITTENSTEIN KG TROOST
Priority date: 1969-11-21
Filing date: 1969-11-21
Publication date: 1971-09-09
Also published as: DE1958472B1

Description

Es ist bekannt, Polyaorylnitrllgarne, welche aus anquillt und/oder anlöst und nach dieser Behandlung

einer Mischung von schrumpffithigen und nicht« das Garn von der Färbespule auf die Verbraucher·

schrumpffähigen Faserantoilen bestehen, zu färben spule umspult, wobei das Garn während des Umspul·

und zu bauschen. Als Farbstoffe werden kationische Vorganges einer feuchten Hitzebehandlung unter·

Farbstoffe im sauren Medium eingesetzt. Für die Her» S worfen wird.

stellung gefärbter und gebauschter Garne sind zwei Bei dem. erfindungsgemflßen Verfahren liegt die

Verfahren üblich. Temperatur der Färbeflotte immer unterhalb des Bei dem ersten Verfahren werden die aus der Spin» Glasumwandlurigspunktes der Faser und beträgt im

nerei auf Copsen befindlichen ungebausohten Garne allgemeinen 40 bis 79⁰C, vorzugsweise 60 bis 7S⁰C,

zuerst auf größere Wickelkörper (Kreuzspulen, Bo- io wobei die niedrige Temperatur bei den naßgespon-

binen) gebracht und dann zu Strängen gehaspelt, nenen Fasern und die höhere Temperatur bei den

danach im Hängeapparat im Flottenverhältnis von trockengesponnenen Fasern gewählt wird. Das Flotten»

1: 30 bis 1: 60 während 2 bis 4 Stunden bei Tempera- verhältnis beträgt 1:7 bis 1:15, bevorzugt 1:10, die

türen von 75 bis 106'C gefärbt, wobei entweder die Behandlungszeit 10 bis 90 Minuten, vorzugsweise 30

Färbeflotte von 75 bis 100⁰C — bzw. in Niederdruck- »a bis 60 Minuten.

apparaten bit 106⁰C — langsam (etwa 0,S⁰C pro Die eingesetzten kationischen Farbstoffe sind hin-Minute) aufgeheizt werden muß, oder aber bei einer länglich bekannt, ebenso die zum Färben von PolyTemperatur zwischen 80 und 100⁰C für 45 bis acrylnitrilgarnen mit diesen Farbstoffen üblichen 90 Minuten gehalten wird und anschließend auf 100 Flottenzusätze, wie z. B. Essigsäure,
bzw. 106° C für mindestens 15 Minuten belassen wird, ao Nach der Behandlung mit der Färbeflotte werden

Beiden Varianten dieses Verfahrens ist gemeinsam, die Garne in üblicher Weise gespült, aviviert und abdaß das Garn auf 100 bzw. 106⁰C für eine bestimmte geschleudert bzw. abgesaugt. Danach werden die aufZeit erhitzt werden muß, damit der schrumpffähige gespulten feuchten Garne auf die für die Weiter-Anteil des Garnes ausschrumpfen kann, und damit verarbeitung notwendige Spule umgespult, wobei die der Bauscheffekt erreicht wird. Nach dem Erhitzen »5 Garne jine Zone durchlaufen, in der sie auf 98 bis auf 100 bzw. 106⁰C muß bei beiden Varianten die 100⁰C erhitzt werden. Bei dieser Erhitzungszone kann Flotte langsam abgekühlt werden (etwa I⁰C pro Mi- die benötigte Temperatur z. B. mittels Dampf, Infrarotnute), damit der Bauscheffekt und der Warengriff strahlung, Mikrowellen oder Heißluft erzeugt werden, erhalten bleiben. Abschließend müssen die Stränge Die Erhitzungsdauer richtet sich nach der Restfeuchnach der üblichen Nachbehandlung in eine Wickel- 30 tigkeit der Garne und der Menge des aufgebrachten form zur Weiterverarbeitung, z. B. für die Strickerei, Farbstoffes. Im allgemeinen werden Erhitzungszeiten übergeführt werden. von 2 bis etwa 15 Minuten, vorzugsweise 4 bis 10 Mi-

Neben der Unwirtschaftlichkeit, bedingt durch das nuten, benötigt. Jedoch ergeben bereits Erhitzungshohe Flottenverhältnis, das teure Haspeln von Wickel· zeiten von 5 bis 20 Sekunden schon einen brauchbaren körpern auf Stränge und das besonders teure Rück- 35 Effekt. Die Durchlaufgeschwindigkeit richtet sich nach spulen der Stränge auf Wickel, besteht bei diesem der Grolle, der Erhit/ungizone. Das Garn verläßt die Verfahren noch der Nachteil, daß durch die Flotten- Erhitzungszone vorteilhafterweise im trockenen Zubewegung das Garn sich verformt und die Auflage- stand. Um den Bauscheffekt zu gewährleisten, muß stellen der Stränge auf den Stäben des Färbeapparates das Garn nach üblichen Methoden spannungslos sich deutlich markieren. 40 durch die Erhitzungszone geführt werden; 1. F> '5ber

Bei dem zweiten Verfahren werden die von der ein Siebband oder durch Ablegung in einer l^u-:iicr-

Spinnerei auf Copsen anfallenden Garne in eine förmig ausgebildeten Erhitzungszone

spezielle Form aufgewickelt, und zwar derart, daß Die für das erfindungsgemäße Verfahren benötigten

man einen Wickelkörper erhält, welcher ohne feste Verbindungen, welche die Faser im wäßrigen Medium

Hülse ein Schrumpfen der Garne während des Färbe- 45 anquellen und/oder anlösen, sind zwar als solche teil-

vorganges bei 75 bis 106⁰C erlaubt. Nachteilig für weise bereits aus der Fachliteratur bekannt, können

dieses Verfahren ist — abgesehen davon, daß spezielle, jedoch auch vom Fachmann sehr leicht und schnell

unübliche Aufspulapparate benötigt werden —, daß ermittelt werden. Zur Ermittlung braucht lediglich

sich die Kreuzungsstellen der Fäden deutlich mar- eine Garnprobe von etwa 10 g in 200 ecm einer Flotte

kieren. Dieses Verfahren wird daher in der Praxis nur 50 45 Minuten bei 65⁰C behandelt werden, wobei die

für einfache (d. h. ungezwirnte) und feine Garne ein- Flotte im Liter Wasser 1 ecm Essigsäure 6O⁰Z₀Ig,

gesetzt. Auch bei diesem Verfahren sind die zwei 0,5 g des Farbstoffes der C. I. Nr. 48055 in han-

Varianten des ersten Verfahrens möglich. Zur Weiter- delsüblicher Form und Beschaffenheit und 60 g der

verarbeitung muß im allgemeinen auf die Verbraucher- zu untersuchenden Substanz enthält. Gegenüber einer

spule umgespult werden. 55 Blindprobe (ohne anquellende bzw. anlösende Sub-

Bei beiden Verfahren ist ein Färben der Garne stanz) muß das Garn mindestens doppelt so tief gefärbt

unterhalb des Erweichungspunktes der Faser (in der sein. Es- ist für den Fachmann klar, daß bei diesem

Fachsprache als »Glasumwandlungspunkt« bezeich- Test auch eine große Zahl von Substanzen gleichzeitig

net), welcher im allgemeinen bei üblichen trocken- nebeneinander geprüft werden können, wobei noch

gesponnenen Fasern bei etwa 8O⁰C und bei den üb- 60 zusätzlich auch das erforderliche Minimum der Sub-

lichen naßgesponnenen Fasern etwa bei 75° C liegt, stanzen festgestellt werden kann. Sollen wasserunlös-

unmöglich. liehe, feste Produkte getestet werden, so löst man sie

Es wurde nun gefunden, daß man gefärbte und zuerst in einem organischen Lösungsmittel, wobei ein hochgebauschte Garne aus Polyacrylnitrilfasem her- Überschuß an Lösungsmitteln nicht schadet; bei alistellen kann, indem man die aufgewickelten Garne 65 phatischen Verbindungen z. B. in aliphatischen Alkounterhalb des Erweichungspunktes mit einer sauren holen wie Methanol, Äthanol oder auch Polyglykole, Flotte behandelt, welche neben einem kationischen bei aromatischen Verbindungen im allgemeinen in Farbstoff eine Verbindung enthält, welche die Faser Benzylalkohol, dem anschließend Methanol in gleicher

Menge, wie Benzylalkohol, zugesetzt wird, und fügt Verhältnis S: 1 zugegeben, eine höhere Mengo wirkt

diesen Lösungen etwa 10 Gewichtsprozent eines han· sich jedooh nioht nachteilig aus. Auoh ein Zusatz eines

delsübliehen, niohtionogenen Emulators bei. In Alkohols wirkt sioh mitunter günstig aus. Aus Er·

Wasser lösliche Substanzen können ohne weitere Zu· eparnisgrUnden sollte der Zusatz jedooh nicht höher

stUze verwendet werden. Ein genereller Zusatz von S als 1:1 betragen. Von den die Faser anquellenden

Methanol im Verhältnis 1:1 und eines niohtionogenen und/oder anlösenden Verbindungen werden den Färbe*

handelsüblichen Emulgator Im Verhältnis 1:0,1 ist flotten 3 bis 60 g, im allgemeinen 5 bis 40 g, pro Liter

jedoch mitunter günstig, besonders dann, wenn der zugesetzt. Die zuzusetzende Menge richtet sich nach

Prüfende nicht erst die genaue Löslichkeit der Pro· der eingesetzten Farbstoffmtinge, der Färbetemperatur

dukte in den üblichen Fachbüchern nachlesen will. io und dem Fasertyp; höhere Farbstoff mengen, niedere

Bei wasserunlöslichen, flüssigen Verbindungen wird Färbetemperaturen und tiockengesponnene Fasern

den Produkten ein handelsüblicher nichtionogener benötigen die höheren Mengen und umgekehrt.

Emulgator im Verhältnis 1:0,1 bis 1:0,8 zugesetzt, Das erfindungsgemäße Verfahren besitzt gegenüber

vorteilhafterweise nooh ein Alkohol wie Methyl- oder den bisher bekannten den Vorteil, daß es wesentlich

Äthylalkohol im Verhältnis 1:1. 19 wirtschaftlicher ist; denn die Behandlungszelten sind Von den anquellenden bzw. anlösenden Verbin- kürzer und der Energieaufwand ist deutlich niedriger,

düngen eignen sich bevorzugt da die Flotten nicht auf hohe Temperaturen erhitzt

und belassen werden müssen.

Diester der Kohlensäure, besonders cyklische Di- Gegenüber dem gebräuchlichsten Verfahren—nämester der Kohlensäure mit Glykolen, insbesondere 30 lieh dem Behandeln in Strangform — wird auch das mit Äthylen- und Propylenglykol, deren kohlen- teure Abhaspeln und das spätere noch teurere Rücksaure Diester in der Fachsprache Äthylen- bzw. spulen vom Strang erspart. Die Spulverluste sind bei Propylencarbonat genannt werden, aliphatische, dem erfindungsgemäßen Verfahren viel geringer; die cycloaliphatische und aromatische Mono- und knotenfreien Lauflängen sind größer. Außerdem wird Dinitrile, welche gegebenenfalls substituiert sein 95 das hohs Flottenverhältnis vermieden. Gegenüber der können und außerdem Heteroatome, wie z. B. Behandlung auf speziellen Spulen werden beim er-Sauerstoff und Stickstoff, zwischen 2 Kohlen- findungsgemäßen Verfahren nur die normalen, gestoffatomen enthalten können; beispielsweise bräuchiidien Spulenmaschinen benötigt, ferner können Acetonitril, Propionitril, Benzyloxipropionitril auch gezwirnte und grobe Garne behandelt werden.

30 Gegenüber allen bekannten Verfahren besteht zusätz-

/ \ £_{H 0CH} ς_{Η CN}\ lieh der große Vorteil, daß keine Markierungsstellen

\ / * * * auftreten und der Bauscheffekt günstiger ist, da auch

ein voluminöseres Garn entsteht.

Phenylacetonitril, Benzonitril, Bernsteinsäuredi- Das Durchleiten des Garnes durch die Erhitzungs-

nitril, Acelainsäuredinitril und Phthalsäuredi- 35 zone stellt keinen zusätzlichen Arbeitsgang dar; denn

nitril. auch bei den bekannten Verfahren wird abschließend

getrocknet und umgespult

Bevorzugt werden die mit einem Phenylkern sub- Es war überraschend, daß ein Verfahren wie das stituierten Mononitrile eingesetzt. Im Hinblick auf erfindungsgemäße möglich ist; denn beim Färben von Wirksamkeit und eventuelle Toxizität verhält sich 40 Polyacrylnitrilfasern mit kationischen Farbstoffen Benzyloxipropionitril besonders günstig. werden zwecks Vermeidung von Unegalitäten lange Es ist selbstverständlich, daß auch Mischungen Behandlungszeiten mit sehr langsamen Aufheizzeiten d'eser Verbindung cin^e^-tn werden kosinen. Im all- benötigt und sogar noch spezielle Verbindungen gemeinen muß von denjenigen Verbindungen, welche — sogenannte »Retarder« — zugesetzt, welche das wasserunlöslich und fest sind, zuerst eine Lösung her- 45 Aufziehen der Farbstoffe zusätzlich verlangsamen, gestellt werden, der ein Emulgator zugesetzt wird. während beim erfindungsgemäßen Verfahren nur kurze Bei aliphatischen Verbindungen wird zum Lösen Behandlungszeiten, Temperaturkonstanz und keine zweckmäßigerweise ein aliphatischer Mono- oder Retarder angewendet werden. Unegelitäten treten Polyalkohol, z. B. Methanol, Äthanol oder Glykol jedoch keine auf. Es war ferner überraschend, daß die verwendet, bei aromatischen Verbindungen vorteil- 50 Verbindungen, welche auf die Faser anquellend und/ hafterweise Benzylalkohol, dem nach dem Lösevor- oder anlösend wirken, bei dem erfindungsgemäßen gang noch Methanol zugesetzt wird, wobei das Verfahren die technologischen Eigenschaften der Mischungsverhältnis von Benzylalkohol zu Methanol Fasern, insbesondere die Reißfestigkeit, nicht negativ 1: 4 bis 4:1 Gewichtstcilen beträgt. Als Emulgatoren beeinflussen. Darüber hinaus heißt es in der Facheignen sich nur die nichtionogenen Produkte, beson- 55 literatur, daß unterhalb des Erweichungspunktes der ders die oxäthylierten Alkylphenole, ferner die Ox- Faser (Glasumwandlungspunkt) ein Färben von PoIyäthylierungsprodukte aus Fettsäureestern, Fettalko- acrylnitrilfasern nicht möglich ist. Es bestand somit holen und Fettaminen und die Alkylpolypropylen- für den Fachmann ein erhebliches Vorurteil gegenüber glykol-Polyglykoläther. Auch Polyalkylenoxyde, z. B. der Durchführbarkeit eines Verfahrens der erfindungs-Polyglykole oder Mischprodukte aus unsubstituierten 60 gemäßen Art.
Polypropylenoxyd- und Polyäthylenoxydeinheiten,

eignen sich als Emulgatoren, zumindest wird die emul- Beispiel 1
gierende Wirkung der nichtionogenen Emulgatoren

durch Zusätze solcher Verbindungen deutlich ver- Ein 600 g schwerer Kreuzspulwickel aus Polyacrylbessert. Wasserlösliche Substanzen, wie z. B. Äthylen- 65 nitrilgam, welcher aus schrumpfenden und nicht- und Propylencarbonat, können ohne jegliche Zusätze schrumpfenden naßgesponnenen Fasern besteht und der Färbeflotte zugegeben werden. Flüssigen wasser- eine Garnstärke von Nm 22/2 besitzt, wird im Flottenunlöslichen Verbindungen wird ein Emulgator im verhältnis von 1:10 während 60 Minuter« bei 65°C

auf einem Kreuzspulapparat mit einer Flotte behandelt, welohe im Liter Wasser

1 g dee Farbstoffes der C. I. Nr. 48O3S in handele·

üblicher Form und Beschaffenheit,

1 com Essigsaure 60°/₀ig, S g Benzyloxypropionitril, gelöst in 0,4 g Benzylalkohol, 0,8 g Methanol, 1,0 g eines handelsüblichen Polyglykolesters mit

10 Mol Äthylenoxyd,

0,8 g eines handelsüblichen Adduktes aus Pro· pylcnoxyd und Äthylenoxyd vom mittleren Molekulargewicht 1500,

enthält, >5

Anschließend wird wie üblich warm und kalt gespült, aviviert und abgeschleudert. Danach wird das Garn kontinuierlich auf ein endloses Siebband abgelegt, mit Sattdampf von 100°C behandelt und danach mittels Heißluft getrocknet und auf eine Cone ao aufgespult. Man erhalt ein hochbauschiges, voluminöses, tief gelbgefärbtes Garn ohne jegliche Markierung und Uncgalitäten.

B e i s ρ i e 1 2 _ag

Analog Beispiel 1, jedoch enthält die Farbflotte im Liter Wasser 1 g des Farbstoffes der C. I. Nr. 48020 in handelsüblicher Form und' Beschaffenheit, 1 ecm Essigsäure 60°/₀ig und 30 g Propylencarbonat.

Man erhält ein hochbauschiges, voluminöses, tiefrotviolettgefärbtes Garn ohne jegliche Markierung und Unegalitäten.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1, jedoch bei einer Färbetemperatur von 60"C hud einer Färbezeit von 15 Minuten. Die Farbflotte enthält im Liter Wasser 1 g des Farbstoffes der C. 1. Nr. 48020 in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, 1 ecm Essigsäure 60°/₀ig und 10 g Benzonitiii vermischt mit 1 g eines handelsüblichen Um- Setzungsproduktes aus Rizinussäure mit 36 Mol Äh

Beispiel 4

Ein 600 g schwerer Kreuzspulwiokel aus Polyaorylnitrilgarn, welcher «us schrumpfenden und nichtschrumpfenden naßgesponnenen Fasern besteht und eine Garnstärke von Nm 22/2 besitzt, wird im Flottenverhältnis 1:10 während 60 Minuten bei 4O⁰C auf einem Kreuzspulapparat mit einer Flotte behandelt, welche im Liter Wasser

0,005 g des Farbstoffes der C. I. Nr 48020 in handeis· üblicher Form und Beschaffenheit,

com Essigsäure 60°/_?ig,

g Phenylacetonitril,

0,5 g eines handelsüblichen Umsetzungsproduktes aus Rizinusölsäure mit 36MoI Athylenoxid,

0,5 g eines handelsüblichen Adduktes aus Propylenoxid und Äthylenoxid vom mittleren Molekulargewicht 1500

Man erhäit ein hochbauschiges, voluminöses, tiefrotviolettgefärbtes Garn ohne jegliche Markierung und Unegalitäten.

enthält.

Anschließend wird analog Beispiel 1 verfahren.

Man erhält ein hochbauschiges, voluminöses, leuchtendrosagefärbtes Garn ohne jegliche Markierung und Unegalitäten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit kationischen Farbstoffen gefärbten und hochgebauschten PoIyacrylnitrilgarnen, dadurch gekennzeichnet, daß man die aufgewickelten Garne unterhalb ihres Erweichungspunktes in einem Färbeapparat mit einer sauren Flotte behandelt, die neben einem kationischen Farbstoff eine Verbindung enthält, welche die Fasern anquillt und/ oder anlöst, anschließend in üblicher Weise spült, ariviert und abschleudert bzw. absaugt und danach die Garne von der Spult; auf die Verbraucherspulo umspult, wobei die Garne während des Unupulvurgangeo spti itungslos einer feuchten Hiteebehandlung von 9S bis 100° C unterworfen werden.

2. Verfahren gemftft Anspnn*»*. dadurch ge kennzeichnet, daß als anquellende und/oder anlösende Verbindung Mononitrile, welche einen Phenylkern enthalten, eingesetzt werden.