DE2708789B1 - Spinnfaerben von Polyester- oder Polyamidfasern - Google Patents

Spinnfaerben von Polyester- oder Polyamidfasern

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    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/06—Dyes

Description

Gesättigte Polyester, z. B. auf der Basis von Polyäthylenglykolterephthalat, oder Polyamide, z. B. auf der Basis eines Hexamethylendiamin-Adipinsäure-Polykondensats oder aus Polycaprolactam, werden in großem Umfange zu Kunststoffasem verarbeitet Die Verspinnung rindet dabei im allgemeinen aus der Schmelze der Fasermasse oder nach dem Extrusionsverfahren statt Die hohe Dichte der Struktur der Polyester macht verhältnismäßig aufwendige besondere Maßnahmen beim Einfärben erforderlich. Um eine gute Verteilung des Farbstoffs (Pigments) in der Fasermasse zu erreichen, gibt man den Farbstoff vielfach schon während der Polykondensation zu. Dadurch wird beim Farbstoffwechsel eine Reinigung der für die Polykondensation eingesetzten Gefäße notwendig, was einen verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand mit sich bringt. In der Praxis ist es kaum möglich, so viele Polykondensationsgefäße bereitzuhalten wie Farbstoffe zum Einsatz kommen.
Ähnliche Schwierigkeiten wie beim Einfärben von Polyesterfasern können auch bei der Einfärbung von Polyamidfasern auftreten.
An sich böte sich für die Einfärbung der Fasermassen auf Polyester- oder Polyamidbasis das von der Einfärbung anderer thermoplastischer Kunststoffe her bekannte sogenannte Masterbatch-Verfahren aa Hierbei wird ein bei verhältnismäßig niedriger Temperatur aufschmelzbares bzw. plastifizierbares Farbkörpergranulat in welchem das Farbmittel (Pigment oder löslicher Farbstoff) in einem hochmolekularen Produkt (Träger) verteilt ist wobei gegebenenfalls noch auf den Verwendungszweck abgestimmte Additive zugegeben werden, in den einzufärbenden Kunststoff während dessen Plastifizierung für die anschließende Formgebung eingearbeitet. Um eine gute Verteilung des ") Farbkörpergranulats und des in diesem enthaltenen Farbstoffs zu gewährleisten, liegt der Erweichungsbereich des Granulats deutlich niedriger als die des einzufärbenden Materials. Dem beim Masterbatch-Verfahren eingesetzten Farbkörpergranulat fällt somit die
ίο Rolle einer Vordispergierung des Farbpigments zu.
Der Anwendung der sauber, d.h. ohne stärkere Verschmutzung der Verarbeitungsmaschinen durchführbaren Masterbatch-Einfärbung stellen sich bei gewissen Kunststoffen, so z. B. bei Polystyrol und auch
f> bei Polyestern und Polyamiden, gewisse Schwierigkeiten entgegen, die dazu führen, daß in dem eingefärbten Material Schlieren oder Trübungen auftreten.
Für Polystyrol hat man diese Schwierigkeiten dadurch ausräumen können, daß das Farbkörpergranulat aus einer Mischung hergestellt wird, die neben dem Farbstoff und Polystyrol als weitere hochmolekulare Substanz einen hydrierten Kolophonium-Glycerin-Ester enthält, so daß der Schmelzpunkt des Farbkörpergruanulats zwischen 130 und 200°C zu liegen kommt
2"> Ein solches Farbkörpergranulat zum Einfärben von Polystyrol ist in dem deutschen Patent 22 23 969 beschrieben.
Es sind auch schon mehrere Vorschläge für die Zusammensetzung einer Masterbatch-Grundmischung
K> zum Spinnfärben von Polyester- und Polyamidfasern bekanntgeworden. Die das Farbmittel aufnehmende Grundmischung bestand dabei aus einem Polyester (DT-OS 19 65 379), Polyolefin (DT-OS 23 22 144), Polybutylen (JA-72 33 257) oder einem Ähtylenvinylaze-
Jr> tat-Copolymer (JA-91 21 565). Bei der Anwendung dieser Zusammensetzungen für ein Masterbatch-Spinnfärben von Polyester- oder Polyamidfasern zeigt sich jedoch, daß der Erweichungsbereich, der Schmelzindex und die Viskosität der Grundmischung bzw. der aus
4i) dieser erhaltenen Schmelze nicht so auf die Schmelze des Faserpolymers abgestimmt ist, daß eine ausreichend homogene Einfärbung der Fasermasse stattfindet. In den bekannten Fällen sind einer solchen Abstimmung dadurch Grenzen gesetzt, daß die Grundmischung nur
4r> aus einer Polymerkomponente gebildet wird.
Es wurde nun gefunden, daß sich das vorerwähnte Farbkörpergranulat zum Einfärben von Polystyrol so modifizieren läßt, daß es mit Erfolg zum Spinnfärben von Polyester- und Polyamidfasern verwendet werden
*> kann. Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Farbkörpergranulat wird die Grundmischung, in welcher das Farbmittel verteilt ist, aus Polystyrol, hydriertem Kolophonium-Glycerin-Ester und gesättigtem Polyester (im Falle der Einfärbung von Polyesterfasern) oder
">"> Polyamid (im Falle der Einfärbung von Polyamidfasern) gebildet, wobei der Polyester- bzw. Polyamidanteil chemisch mit dem einzuführenden Faserpolymer übereinstimmt Bei der Grundmischung der erfindungsgemäßen Farbkörpergranulats handelt es sich also um ein
M> Dreikomponenten-Polymersystem, das die Voraussetzung für eine weitgehend optimale Abstimmung der Schmelzeigenschaften des Granulats auf diejenigen des einzufärbenden Faserpolymers mit sich bringt Dadurch kann eine gleichmäßige schlieren- und trübungsfreie
''*> Einfärbung der Fasermasse erreicht werden.
Der Polyester- bzw. Polyamidanteil des erfindungsgemäß verwendeten Farbkörpergranulats braucht nur hinsichtlich der qualitativen Zusammensetzung mit der
ORIGINAL INSPECTED
einzufärbenden Fasermasse übereinzustimmen; das Molekulargewicht dieses Anteils kann also niedriger liegen als dasjenige der Fasermasse.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren günstigen Einfärbeergebnisse bei Polyester- oder Polyamidfasern konnten nicht erwartet werden, nachdem das Farbkörpergranulat einen im Vergleich zu Polyester bzw. Polyamid artfremden Kunststoff wie Polystyrol enthält.
Die aus Hochmolekularen bestehende Grundmischung des erfindungsgemäßen Farbkörpergranulats kann 50 bis 70 Gew.-% hydrierten Kolophonium-Glycerin Ester, 10 bis 30 Gew.- % Polystyrol und 10 bis 30Gew.-% Polyester bzw. Polyamid enthalten. In diese Grundmischung können bis zu 60 Gew.-% Farbmittel, bezogen auf die Gesamtmischung (Grundmischung und Farbmittel), eingearbeitet werden. Als Farbstoffe kommen sowohl anorganische und organische Pigmente als auch lösliche Farbstoffe in Betracht. Art und Menge des eingesetzten Farbmittels richten sich im Einzelfall nach der gewünschten Farbe bzw. Farbnuance.
Für die Anwendung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Grundmischung des Farbkörpergranulats einen maximal bei 2000C liegenden Erweichungsbereich besitzt. Dabei kann es für eine innige Vermischung des Farbkörpergranulats mit der Fasermasse und damit auch für eine gleichmäßige Einfärbung der Fasern von Vorteil sein, wenn die Grundmischung des verwendeten Farbkörpergranulats einen Schmelzpunkt von 60 bis 100°C unterhalb des Schmelzpunktes der einzufärbenden Fasermasse aufweist.
Das erfindungsgemäße Farbkörpergranulat kann in fester Form dem ebenfalls granulatförmigen Polyester oder Polyamid zugegeben werden, wonach das Gemisch für die Verspinnung aufgeschmolzen bzw. plastifiziert wird Vorzugsweise wird jedoch in der Weise vorgegangen, daß das Farbkörpergranulat dem Extruder für die Verspinnung der Fasermasse in geschmolzener Form zugeführt wird.
Wenn im Zusammenhang mit der Erfindung von
einem Granulat die Rede ist, so soll hierunter jede Art eines gröberen, teilchenförmigen Produktes verstanden werden, beispielsweise auch ein schuppenförmiges Produkt.
Beispiel
60 Gewichtstelle hydrierter Kolophonium-Glycerin-Ester, 20 Gewichtsteile Polystyrol (hochschlagfest,
tu naturfarben) und 20 Gewichtsteile gesättigter Polyester auf der Basis von Polyäthylenterephthalat werden in einem Kneter bei etwa 2800C so lange durchgeknetet und miteinander vermischt bis eine homogene Masse entstanden ist. Nach anschließender Abkühlung auf etwa 20O0C wird das Farbmittel (Pigmente oder lösliche Farbstoffe) zugegeben, deren Art und Menge sich im Einzelfall nach der gewünschten Farbe bzw. Farbnuance der eingefärbten Faser richtet. Nach der Zugabe des Farbmittels muß die gesamte Masse noch so lange geknetet werden, bis die Farbmittel-Partikel auf I bis 2 μ zerkleinert sind. Die Masse wird dann in einen Behälter entleert und abgekühlt und dann zunächst in einem mechanischen Brecher und nachfolgend in einer Schlagmühle zerkleinert.
>"> Die Verarbeitung des in dieser Weise erhaltenen Farbkörpergranulats (Masterbatch) kann dann in der Weise erfolgen, daß es dem granulatförmigen Polyester zugegeben und mit diesem dann zusammen für die Verspinnung aufgeschmolzen bzw. plastifiziert wird. Im
to Falle einer Verspinnung nach dem Extruderverfahren kann es jedoch günstiger sein, das Farbkörpergranulat dem Extruder über eine Dosierpumpe oder einen Dosierextruder bereits in geschmolzener Form zuzuführen.
r> Anstelle des Polyesters kann bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel auch ein Polyamid, z. B. Polycaprolactam, zur Herstellung des Farbkörpergranulats (Masterbatch) eingesetzt werden. Dieses Farbkörpergranulat wird dann zum Spinnfärben von
ίο Polyamidfasern verwendet.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verwendung eines Farbkörpergranulats, bei weichem das Farbmittel in einer Grundmischung aus Polystryrol, hydriertem Kolophonium-Glycerin-Ester und gesättigtem Polyester oder Polyamid verteilt ist, zum Spinnfärben von Polyester- oder Polyamidfasern wobei sich der Einsatz von Polyester oder Polyamid als Grundmischungsbestandteil danach richtet, ob Polyester- bzw. Polyamidfasern einzufärben sind und der betreffende Grundmischungsbestandteil chemisch mit dem Faserpolymer übereinstimmt
2. Verwendung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmischung einen maximal bei 200° C liegenden Erweichungsbereich aufweist
1 Verwendung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmischung einen Schmelzpunkt von 60-1000C unterhalb des Schmelzpunktes der einzufärbenden Fasermasse aufweist
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmischung 10-30 Gew.-% Polystryrol, 50—70Gew.-% hydrierten Kotophonium-Glycerin-Ester und 10—30Gew-% Polyester oder Polyamid enthält
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbkörpergranulat dem Extruder für die Verspinnung der Fasermasse in geschmolzener Form zugeführt wird.
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