DE2200323C1

DE2200323C1 - Verfahren zur Herstellung von Faerbungen und Drucken,die im sichtbaren wie im Infrarotbereich zwischen 700 und 1100 nm den Anforderungen fuer Tarnartikel entsprechen

Info

Publication number: DE2200323C1
Application number: DE2200323A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dipl-Chem Dr Weingarten
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1972-01-05
Filing date: 1972-01-05
Publication date: 1978-06-15
Also published as: BE793350A; US4095940A; NL7300160A; FR2370821A1; GB1501370A

Description

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Die Vorschriften über die Reflexionswerte im Infrarotgebiet richten sich bei Tarnartikeln wesentlich nach der Infrarotreflexion des Chlorophylls [I) K. Hoffmann, Melliand Textilberichte 35/1954, Seiten 285—286, 396—399; 2) Farbstoffe für Infrarottarnung, herausgegeben von Ciba AG., Basel/Schweiz, ohne Jahresangabe]. Diese ist gekennzeichnet durch einen starken Anstieg der Reflexion im Bereich zwischen 650 und 725 nm. So zeigt z. B. die Reflexion eines Blattes der Roßkastanie (Aesculus hippocastanum) im Bereich zwischen 650 und 1100 nm folgende Werte (in %):

1 = 650 675 700 725 750 775 800 900 lOOOO 1100 nm _4n R = 4 3 16 36 46 50 52 58 62 66 %

Ein entsprechender Anstieg auf etwa 30—35% im Bereich zwischen 700 und 800 nm wird für Tarnfarben verlangt, wobei die Reflexion bis 1100 nm jedoch 50% nicht übersteigen darf. So sind beispielsweise die Grenzen Tür die Höchst- und Mindestreflexion nach den Forderungen der Dänischen Armee folgendermaßen festgelegt:

Bei 700 nm zwischen 5 und 35%, bei 800 nm zwisehen 30 und 50%. Bis 1100 nm dürfen diese Werte nicht über- oder unterschritten werden.

Pigmentmischungen, die diesen Anforderungen Rechnung tragen, sind bekannt, so daß die Frage der Herstellung von Tarnfarben für Anstrichzwecke weitgehend gelöst ist.

Schwieriger ist es bei Färbungen auf Textilien den Reflexionsanforderungen im Infrarotgebiet zu entsprechen. Einige Küpenfarbstoffe mit geringer Infrarotreflexion sind bekannt, und es ist daher möglich, hiermit Färbungen herzustellen, deren Infrarotreflexion den Ansprüchen für Tarnfarben genügt (vergleiche Lit. 2). Diese Färbungen sind jedoch auf Cellulosefasern beschränkt. Auch auf Wolle können unter Umständen Färbungen mit für Tarnzwecke brauchbaren Infrarot-Reflexionswerten hergestellt werden.

Völlig ungelöst ist dieses Problem jedoch für synthetische Fasern wie Acetatfasern, Polyester-, Polyamid- oder Polyacrylnitrilfasern und den entsprechenden Folien. Die zum Färben dieser Materialien verwendeten Farbstoffe absorbieren im nahen Infrarotgebiet wenig oder gar nicht, so daß es nicht möglich ist, die Reflexionswerte im Wellenlängenbereich bis 1100 nm unter 50% zu drücken.

Andererseits ist bekannt, daß mit Ruß spinngefärbte Fasern je nach Rußzusatz mehr oder weniger stark absorbieren, so daß ohne weiteres spinngefärbte Fasern hergestellt werden können, deren Reflexion im nahen Infrarot unter 50% liegt (vergleiche Lit. I).

Die Reflexionskurve einer mit 0,02% Ruß spinngefärbten Polyesterseide steigt beispielsweise von 33% bei 500 nm fast linear auf 39% bei 1100 nm.

Eine solche Spinnfärbung hat jedoch zwei Nachteile, die ihrer Verwendung für Tarnzwecke im Wege stehen:

a) Sie zeigt nicht den geforderten, dem Chlorophyll eigentümlichen starken Anstieg der Reflexionswerte bei etwa 700 nm, und

b) sie zeigt im sichtbaren Wellenbereich ein Grau und nicht die für Tarnzwecke erwünschten Khaki-, Oliv- oder Brauntöne.

Es wurde nun gefunden, daß man die unter a) und b) gesuchten Bedingungen erfüllen kann und man auf synthetischen oder Regeneratfasern bzw. -folien oder auf Mischungen, die synthetische oder Regeneratfasern enthalten, Tarnfärbungen und -drucke mit Infrarot-Reflexions werten von 20 bis 50% im IR-Bereich zwischen 700 und 1100 nm dadurch erhält, daß man Fasern bzw. Folien aus den genannten Materialien, die geringe Mengen Ruß (mittlere Teilchengröße: 22—27 nm) als Massefärbung aufweisen, mit den für das betreffende Substrat brauchbaren Farbstoffklassen in solchen Farbtönen überfärbt oder überdruckt, die sich für Tarnfarben im sichtbaren Bereich des Spektrums eignen.

Die nach der vorliegenden Erfindung zum Einsatz gelangenden synthetischen Fasern bzw. Folien enthalten Ruß als Massefärbung im allgemeinen in Mengen von 0,005 bis 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent. Der Farbton im sichtbaren Wellenbereich wird durch den Rußgehalt des Substrats nur wenig verändert.

Gemäß dem beanspruchten Verfahren können sämtliche handelsüblichen, zum Färben oder Bedrucken der betreffenden Faser zur Verfugung stehenden Farbstoff-Sortimente nach allen in der Praxis gebräuchlichen Färbeverfahren eingesetzt werden. Eine Auswahl etwa nach chemischer Konstitution oder IR-Reflexionswerten ist dabei nicht erforderlich. So können Dispersionsfarbstoffe für Polyesterfasern beispielsweise nach der Ausziehmethode in Gegenwart von Carriersubstanzen oder unter HT-Bedingungen, oder nach Klotz- oder Thermofixierverfahren angewendet werden. Polyamidfasern lassen sich mit Dispersionsfarbstoffen, Säure- oder Metallkomplexfarbstoffen färben.

Für Celluloseregeneratfasern sind Reaktivfarbstoffe nach allen üblichen Verfahren geeignet.

Beispiel 1

a) Kammzug aus linearen Polyäthylenterephthalat-Fasern wird bei Kochtemperatur im Flottenverhältnis von 1 :20 für 90 Minuten mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — 0,4% eines Dispersionsfarbstoffes bestehend

INSPECTED

aus einem Gemisch (etwa gleiche Anteile) der Verbindüngen der Formeln

H, N

O NH-CH₂OH

HO O OH

H₂N O OH

HO O NH-CH₂OH
0,8% des Dispersionsfarbstoffes der Formel

und 2,5 g/l eines emulgieren Carriers auf Basis von o-Phenylphenol enthält.

Nach der Fertigstellung der in dieser Weise gefärbten Ware erhält man eine klare Grünfärbung, deren Infrarot-Reflexion jedoch bei 800 nm bereits einen Wert von 90% erreicht, weshalb diese Färbung für den Tarnartikel nicht in Frage kommt.

b) Wird die gleiche Färbung jedoch auf einem Polyestermaterial ausgeführt, das zuvor mit 0,01% Flammruß (in einer für diesen Zweck geeigneten Form und Teilchengröße) spinngefärbt worden ist, so resultiert eine Grünfärbung, deren Infrarot-Reflexion im Bereich von 675 bis 725 nm von 9 auf 32% ansteigt und bei 1100 nm einen Wert von 49% erreicht. Sie entspricht mit diesen Werten den Anforderungen der Dänischen Armee.

Die Ruß-Spinnfärbung allein (ohne Uberfärbung) genügt hingegen diesen Anforderungen nicht.

Beispiel 2

Mit 0,02% Flammruß spinngefärbtes Polyesterfaser-Material wird im Flottenverhältnis von 1:20 für 75 Minuten sowie bei 130⁰C mit einer wäßrigen Flotte überfärbt, die — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — folgende Farbstoffe enthält:

0,4% des Dispersionsfarbstoffes der Formel
H₂N O OH

0,4% des Dispersionsfarbstoffes der Formel

OH

und 0,5% des Dispersionsfarbstoffes der Formel

N=N

ίο V=

Man erhält auf der Ware einen Olivton, wie er für Militärartikel gewünscht wird. Die maximale Infrarot-Reflexion der Färbung im Bereich zwischen 700 und 1100 nm liegt bei 40%.

Beispiel 3

Mit 0,04% Flammruß spinngefärbtes Polyesterfaser-Material wird unter den Bedingungen von Beispiel 2 und mit den dort genannten Farbstoffen gefärbt, jedoch mit den folgenden Farbstoffmengen:

0,12% des Dispersionsfarbstoffes der Formel 1),
0,6% des Dispersionsfarbstoffs der Formel 2) und 0,6% des Dispersionsfarbstoffes der Formel 3).

Man erhält auf der Ware einen für Tarnartikel geeigneten Khakiton mit einer maximalen Infrarotjo Reflexion der Färbung von 36% bei 1100 nm.

Beispiel 4

Mit 0,075% Flammruß spinngefärbtes Fasermaterial aus Polyamid 6 wird bei Kochtemperatur im Flottenverhältnis von 1:20 für 90 Minuten mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — die folgenden Komponenten enthält:

0,4% des Säurefarbstoffes der Formel

NO₂

O₂N

NH

(Acid Orange 3-C.L-No. 10 385),
0,15% des Säurefarbstoffes der Formel
O NH₂

HO O NH₂

SO₃Na

O NH-/~Y-NH—CO-CH₃

(Acid Blue40-C.I.-No. 62 125),

sowie 0,05 g/l eines Egalisiermittels auf Basis des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Stearylamin mit 12 Mol Äthylenoxid, 0,5 g/l Natriumacetat krist. und 1,0 ml/1 Essigsäure (60%ig).

Man erhält auf der Ware einen für Tarnungszwecke geeigneten Olivton mit einer maximalen Infrarot-Reflexion der Färbung von 34% im Bereich
700—1100 nm.

Beispiel 5

Mit 0,1% Flammruß spinngefärbtes Fasermaterial aus Polyamid 6,6 wird bei Kochtemperatur im Flottenverhältnis von 1:20 für 75 Minuten mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das trockene Gewicht der Ware —

0,1% der 1 :2-Chromkomplexverbindung des Farbstoffes der Formel

OH

HO

HO₃S

0,8% der 1 :2-Kobaltkomplexverbindung des Farbstoffes der Formel

H₂N-O₂S

Cl

0,5% eines Egalisiermittels, bestehend aus gleichen Teilen des Umsetzungsproduktes von 1 Mol 2-Heptadecyl-4-äthyl-4-hydroxymethyl-oxazolin mit 90 Molen Äthylenoxid und
des Umsetzungsproduktes von 1 Mol 2-Amino-2-äthyIpropandiol-(l,3)-stearinsäureester mit 90 Molen Äthylenoxid,

sowie 0,5 g/l Trinatriumphosphat krist. enthält und die nach einer Kochzeit von 30 Minuten mit

1,0 g/l Essigsäure (60%ig)
versetzt wird.

Man erhält auf der Ware einen für Tarnzwecke geeigneten Olivton mit einer maximalen Reflexion der Färbung von 39% im Infrarot-Bereich zwischen 700 und llOOnm.

Beispiel 6

Mit 0,05% Flammruß spinngefärbtes Fasermaterial aus Polyamid 6 wird im Flottenverhältnis von 1 :20 für 60 Minuten bei 130⁰C mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — folgende Farbstoffe enthält:

0,4% des im Beispiel 2 erwähnten Dispersionsfarbstoffes der Formel 1) und

0,8% des im Beispiel 2 erwähnten Dispersionsfarbstoffes der Formel 2).

Man erhält auf der Ware einen Olivton mit maximaler Infrarot-Reflexion der Färbung von 44% bis llOOnm.

Beispiel 7

Eine Folie aus CelIulose-2V₂-acetat, massegefärbt mit 5% Titandioxid und 0,03% Flammruß wird im Flottenverhältnis von 1 :20 für 60 Minuten sowie bei 80⁰C mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das trockene Gewicht der Ware — folgende Farbstoffe enthält:

0,4% des im Beispiel 2 genannten Dispersionsfarbstoffes der Formel 1) und

0,8% des im Beispiel 2 genannten Dispersionsfarbstoffes der Formel 2).

Man erhält auf der Ware einen Grünolivton mit einer maximalen Infrarot-Reflexion der Färbung von 45% bis llOOnm.

Beispiel 8

Mit 0,036% Flammruß spinngefärbte Regeneratcellulosefaser (Viskose-Reyon) wird im Flottenverhältnis von 1:20 für 90 Minuten sowie bei 60⁰C mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das trockene Gewicht der Ware—folgende Komponenten enthält:

0,8% des Reaktivfarbstoffes der Formel

.o

SO₃H

HO₃S

OH

-CH₂-O-SO₃H

0,8% des Reaktivfarbstoffes der Formel

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃H

Ni-Pc

[SO₃H]₂

(Ni—Pc = Nickelphthalocyanin)

sowie 50 g/l Natriumsulfat (wasserfrei) und 20 g/l Natriumcarbonat (wasserfrei).

Man erhält auf der Ware ein klares blaustichiges Grün mit einer Infrarot-Reflexion der Färbung von maximal 32% im Bereich zwischen 700 und 1100 nm.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Tarnfärbungen und -drucken auf synthetischen oder Regeneratfasern bzw. -folien oder auf Mischungen, die synthetische oder Regeneratfasern enthalten, mit Infrarot-Reflexionswerten von 20 bis 50% im IR-Bereich zwischen 700 und 1100 nm, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasern bzw. Folien aus den genannten Materialien, die geringe Mengen Ruß als Massefärbung aufweisen, mit den für das betreffende Substrat brauchbaren Farbstoffklassen in solchen Farbtönen überfärbt oder überdruckt, die sich für Tarnfarben im sichtbaren Bereich des Spektrums eignen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Fasern bzw. Folien als Massefärbung Ruß in Mengen von 0,005 bis 0,5 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 0,01 bis 0,1 Gewichtsprozent enthalten.