DE2844369C2

DE2844369C2 -

Info

Publication number: DE2844369C2
Application number: DE2844369A
Authority: DE
Inventors: Richard Leo Midlothian Va. Us Provost
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1977-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1988-08-25
Also published as: NL188111C; JPS5839954B2; FR2406021A1; DE2844369A1; US4144023A; NL7810190A; FR2406021B1; JPS5459476A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben hochfester Fasern aus aromatischen Polyamiden (Aramiden) mit hohem Elastizitätsmodul.

Hochfeste Fasern aus aromatischen Polyamiden mit hohem Elastizitätsmodul wurden in der US-PS 37 67 756 beschrieben. Diese Fasern weisen ausgezeichnete Eigenschaften auf, es hat sich jedoch gezeigt, daß es äußerst schwierig ist, sie zu färben, wenn sie einmal getrocknet sind.

Fasern aus Poly-(p-phenylen-terephthalamid) (PPD-T) lassen sich leicht kräuseln, wenn man ein trockenes Kabel (d. h. es enthält etwa 7 Gew.-% Feuchtigkeit, bezogen auf die trockene Faser) durch ein Wasserdampfrohr einleitet in eine Stauchkräuselkammer. Die erhaltenen gekräuselten Fasern, die etwa 8-10 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten, können mit kationischen Farbstoffen unter Anwendung von Acetophenon als Carrier gefärbt werden. Ein Problem entsteht jedoch insofern, als man zuerst einen Carrier bereitstellen und ihn dann aus dem Bad wiedergewinnen muß, wenn das Färben beendet ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Färbung einer trockenen Aramidfaser ohne Zuhilfenahme eines Carriers.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in den Ansprüchen angegeben.

Durch die Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zum Färben von vorher getrockneten hochfesten Fasern aus aromatischen Polyamiden mit hohem Elastizitätsmodul bereitgestellt, das folgende Stufen umfaßt:

1. das Befeuchten der Fasern auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 15 Gew.-%,
2. das Kräuseln der Fasern im feuchten Zustand auf mindestens 3,9 Kräuseln pro cm (10 Kräusel pro inch),
3. Halten der gekräuselten Fasern derart, daß sie mindestens 15 Gew.-% Feuchtigkeit, bezogen auf die getrockneten Fasern, zu jedem Zeitpunkt vor dem Färben enthalten, und
4. Färben der Fasern.

Vorzugsweise färbt man die gekräuselten Fasern mit kationischen Farbstoffen. Man fügt vorzugsweise zusätzliches Wasser zu den gekräuselten Fasern, um mindestens 30 Gew.-% Feuchtigkeit in den gekräuselten Fasern zu jedem Zeitpunkt vor dem Färben zu erhalten. Vorzugsweise werden die Fasern auf mindestens 4,7 Kräusel pro cm (mindestens 12 Kräusel pro inch) gekräuselt. Man führt die Kräuselung vorzugsweise in einer wasserdampfbeheizten Stauchkräuselkammer durch. Bevorzugt wird unter Druck gefärbt.

Die Erfindung ist anwendbar auf hochfeste Fasern aus aromatischen Polyamiden mit hohem Elastizitätsmodul. Diese Fasern weisen beispielsweise eine Festigkeit von mindestens 18 g/den, eine Bruchdehnung von mindestens 3,5% und einen Elastizitätsmodul von mindestens 400 g/den auf. Bevorzugt sind Fasern aus Poly-(p-phenylenterephthalamid) (PPD-T). Andere hochfeste Fasern mit hohem Elastizitätsmodul können ebenfalls verwendet werden. Diese Fasern stellt man her aus aromatischen Polyamiden, die zweiwertige aromatische Reste enthalten, in denen die kettenverlängernden Bindungen der Reste im wesentlichen koaxial oder parallel und entgegengesetzt ausgerichtet sind und durch Amidbindungen (-NHCO-) verbunden sind. Die Reste können auch durch Vinylen-, Ethinylen-, Azo- oder Azoxyreste verbunden sein. Ein Teil der aromatischen Reste kann durch trans-1,4-Cyclohexylenreste ersetzt sein.

Die eingesetzten trockenen Fasern werden vor dem Kräuseln auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens etwa 15 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Fasern, befeuchtet. Man kann dies erzielen durch Leiten der Fasern durch ein Wasserbad, jedoch werden die Fasern vorzugsweise mit Wasser überflutet und vor dem Kräuseln in einem geschlossenen Behälter gelagert.

In den Beispielen wird das Färben ansatzweise durch Färben unter Druck unter Verwendung kationischer Farbstoffe veranschaulicht. Es sind jedoch auch andere Farbstoffe und Färbeverfahren geeignet. Beispielsweise können die gekräuselten Fasern mit kationischen Farbstoffen unter Anwendung eines Klotz- bzw. Foulard-Färbeverfahrens unter atmosphärischem Dämpfen mit oder ohne eine geringe Carriermenge gefärbt werden. Es können auch disperse oder saure Farbstoffe verwendet werden, jedoch sind kationische Farbstoffe bevorzugt.

Die Fasern werden am besten in Form eines Kabels mit einem Titer von 10 000 bis 1 000 000 den oder darüber gehandhabt.

Scheinbare Farbtiefe (K/S)

K/S stellt ein Maß für die scheinbare Farbtiefe (die sichtbare Farbintensität) dar, die sich auf folgender Gleichung berechnet:

worin R der Prozentsatz des Lichtes (mit einer Wellenlänge entsprechend der maximalen Absorption) ist, der von der Probe reflektiert wird. In der Praxis wird R an einem Kardenvlies aus Stapelfasern mit einem Gewicht von 2,5-3 g in einem "Colormaster-Differential-Reflectometer", Modell V (Handelsprodukt der MEECO Instruments, Warrington, Pa.) gemessen, das derart modifiziert ist, daß eine Drehung der Probe während der Ablesung unter Anwendung eines geeigneten Filters möglich ist. Die Farbtiefe der gefärbten Faser ist etwa proportional zu dem K/S-Wert, d. h. je größer der Wert von K/S ist, um so tiefer ist der Farbton der Faser. Ein Unterschied der K/S-Werte von 10% ist leicht als unterschiedliche Farbtönung der Fasern sichtbar.

Beispiel 1

Ein Kabel aus kontinuierlichen Poly-(p-phenylen-terephthalamid)-Filamenten (1,5 den=1,65 dtex je Filament; Festigkeit 24 g/den=21,6 g/tex; Dehnung 4,3%; Elastizitätsmodul 540 g/den=487 g/dtex), erhalten nach der Verfahrensweise der US-PS 37 67 756, mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 7%, wurde durch ein Wasserbad von 21°C geführt und anschließend in das Dampfrohr einer wasserdampfbeheizten Stauchkräuselkammer des in der US-PS 27 47 233 gezeigten allgemeinen Typs eingeführt und auf 4,7 Kräusel pro cm (12 Kräusel pro inch) gekräuselt. Die gekräuselten Fasern wurden in verschlossenen Kunststoffsäcken gelagert und anschließend mit wäßrigen Waschmitteln bzw. Detergentien während 30 Minuten bei 82°C gewaschen, entwässert und mit heißem Wasser gespült. Die feuchten Fasern wurden bei 121°C unter Druck während 2 Stunden in einem 15/1-Färbebad (Gewichtsverhältnis Färbebad/Faser) gefärbt, das hergestellt worden war aus 4,4 Gew.-% des Colour-Index-Farbstoffs Basic Green 6 ("Astrazon" olivgrün BL-200) und 0,6 Gew.-% des Colour-Index-Farbstoffs Basic Orange 22 (Colour-Index Nr. 48046, "Astrazon" Orange R), beide bezogen auf das Trockengewicht der Faser. Die Farbstoffe wurden in Wasser angeteigt, das eine geringe Menge an Eisessig enthielt, und der pH-Wert wurde mit Ameisensäure auf 2,0-2,5 eingestellt. Das Bad wurde gekühlt, die Fasern mit heißem Wasser gespült und 30 Minuten bei 82°C gewaschen, gespült und getrocknet. Die gefärbten Proben wurden auf eine Stapellänge von 3,8 cm geschnitten, zu Kardenvliesen verarbeitet, und es wurden die K/S-Werte bestimmt.

Beispiel 2

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei das gekräuselte Kabel beim Verlassen der Kräuselvorrichtung zusätzlich mit Wasser besprüht wurde.

Beispiel 3

Beispiel 2 wurde wiederholt, wobei jedoch das eingesetzte Kabel mit Wasser überflutet, in einen Behälter abgelegt und vor dem Kräuseln in dem verschlossenen Behälter während mindestens 6 Stunden belassen wurde.

Beispiel 4

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei das Kabel jedoch vor dem Eintritt in die Kräuselvorrichtung nicht durch das Wasserbad von 21°C geleitet wurde. Das Kabel wurde vor dem Färben auf 3,9 Kräusel pro cm (10 Kräusel pro inch) gekräuselt.

Die Beispiele sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt. Wurden die Fasern des Beispiels 3 vor dem Färben getrocknet, so erhielt man einen K/S-Wert von 3,9 oder weniger.

Der Zusatz von Natriumsulfat zu dem Färbebad des Beispiels 1 in einer Menge von 25 g pro l des Bades sowie ein zusätzlicher Dämpfungsschritt der gefärbten Probe bei einem Überdruck von etwa 2,1 bar während 30 Minuten, vor dem Waschen, erhöhte die Farbstoffaufnahme sowie die Beibehaltung, so daß geringere Mengen an Farbstoff zu den gleichen K/S-Werten wie im Beispiel 1 führten.

Tabelle I

Claims

1. Verfahren zum Färben hochfester Fasern aus aromatischen Polyamiden mit hohem Elastizitätsmodul, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) die trockenen Fasern auf einen Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 15 Gew.-% befeuchtet,
b) die Fasern im feuchten Zustand auf mindestens 3,9 Kräusel pro cm (10 Kräusel pro inch) kräuselt,
c) die gekräuselten Fasern zu jedem Zeitpunkt vor dem Färben auf einem Feuchtigkeitsgehalt von mindestens 15 Gew.-%, bezogen auf die trockenen Fasern, hält und
d) die Fasern färbt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die gekräuselten Fasern mit kationischen Farbstoffen färbt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man nach dem Kräuseln zusätzliches Wasser zusetzt, so daß die gekräuselten Fasern zu jedem Zeitpunkt vor dem Färben mindestens 30 Gew.-% Feuchtigkeit enthalten.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern auf mindestens 4,7 Kräusel pro cm (12 Kräusel pro inch) gekräuselt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gekräuselten Fasern unter Druck gefärbt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in einer wasserdampfbeheizten Stauchkräuselkammer gekräuselt werden.