DE4030358A1 - Verfahren zur einfuehrung von sekundaeren aminogruppen in polypropylentextilien zum zwecke der reaktivfaerbung - Google Patents
Verfahren zur einfuehrung von sekundaeren aminogruppen in polypropylentextilien zum zwecke der reaktivfaerbungInfo
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Description
Polypropylenfasern gewinnen zunehmend an Bedeutung. Sie sind die Synthese
fasern mit den höchsten Wachstumsraten. Während sie früher vorwiegend für
technische Artikel wie Filtermaterialien, Förderbänder, Geotextilien u. a.
eingesetzt wurden, werden sie in jüngerer Zeit in zunehmendem Maße auch
für Bekleidungstextilien eingesetzt.
Bei Bekleidungstextilien spielen modische Gesichtspunkte eine wichtige Rol
le, so daß hier dem Färben der Polypropylenfasern (PP) eine viel größere
Bedeutung zukommt als bei technischen Textilien. Das Färben von PP-Fasern
bereitet jedoch noch sehr große Schwierigkeiten. Der einzige bisher tech
nisch gangbare Weg ist die Spinnfärbung, wobei Farbpigmente der Spinnschmel
ze zugesetzt werden. Nach dieser Methode können nur große Mengen in einer
beschränkten Anzahl von Farbtönen hergestellt werden. Die vielfältigen mo
dischen Anforderungen können auf diese Weise nicht erfüllt werden. Nur ein
nachträgliches Färben des fertigen textilen Flächengebildes ermöglicht eine
rasche Anpassung an die ständig wechselnden modischen Trends. Ein Verfahren
zum nachträglichen Färben von PP-Fasern mit ausreichenden Echtheiten wäre
von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Die vorliegende Erfindung zeigt eine
Möglichkeit auf, dieses Ziel zu erreichen.
Es wurden schon zahlreiche Vorschläge gemacht, um PP-Fasern nachträglich mit
üblichen Textilfarbstoffen anzufärben. Die geringe Tendenz der PP-Fasern,
Farbstoffe aufzunehmen, liegt in der chemischen Konstitution des Faserpoly
meren begründet. Die PP-Faser besitzt keinerlei funktionelle Gruppen, welche
Wechselwirkungskräfte zu Farbstoffen ausbilden könnten. Die meisten Vor
schläge zur Verbesserung der Farbstoffaufnahme beziehen sich daher auf den
Einbau farbstoffaffiner Gruppen in die Faser.
Der Einbau farbstoffaffiner Gruppen in die PP-Faser kann durch Zusatz geeig
neter niedermolekularer Substanzen zur Spinnmasse erfolgen. So wurden z. B.
als Additive Maleinsäureanhydrid, Phenole, Arylsulfonamide,
Fellsäuren und Alkylamide (I. Shore, Dyeing of Polyolefin- and Vinylfi
bres in Dyeing of Synthetic Polymer and Acetat Fibers, S. 399, Dyers
Company Publications Trusts 1979) verwendet. Weiterhin wurden auch
Sulfocarbonsäuren (USA-Pat. 31 48 017, 08.09.1964), Amine (USA-Pat.
30 98 692, 23.07.1963) sowie Phosphonsäuren (USA-Pat. 31 45 073,
18.08.1964) den Spinnmassen zugesetzt.
Außer niedermolekularen Verbindungen wurden auch hochmolekulare farb
stoffaffine Substanzen in die Polymerschmelze eingearbeitet. Diese
Polymeren bilden Mikrofibrillen in der PP-Matrix und sind gleichmäßig in
der Faser verteilt (Levine, Weimer Text. Chem. Col. 2 (1970), 269). Als
polymere Additive werden genannt Polyamine, Polyimine, Polyalkylenimine,
Polyamide, Polyaminoacrylate, Polyvinylpyridine, Polyvinylpyrrolidone
u. a. Um farbstoffaffine Gruppen in die Faser einzubauen wurden auch
zahlreiche Copolymere hergestellt, die außer Propylen als Comonomer
Vinylpyridin, N-Vinylpiperidin, Vinylimidazol, N-Vinylacetamid, N-Alkyl
acrylamide oder Dialkylaminoacrylester enthalten. Die Copolymerisationen
sind jedoch im allgemeinen schwierig durchzurühren, da die Comonomeren
die Ziegler-Natta-Katalysatoren negativ beeinflussen.
Eine weitere Möglichkeit das färberische Verhalten von PP-Fasern zu
verbessern besteht in der Durchführung von Pfropfreaktionen. Es wurden
zahlreiche Monomere aufgepfropft, wobei eine Anfärbung mit kationischen,
anionischen oder Dispersions-Farbstoffen erreicht wird. Acrylsäure und
Methacrylsäure (A.K. Mukherje, B.D. Gupta, Journ. of Appl. Polym. Sci 30
(1985) No 5, S. 2253-2261, No 6, S. 2643-2653, No 11, S. 4455-4466) ,
Vinylpyridin, Acrylamid und Vinylacetat (G. Geleji, Lenzinger Berichte
34 (1972), 199) wurden aufgepfropft und die Farbstoffaufnahme dadurch
verbessert. Auch durch Aufpfropfen von N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcapro
lactam und N-Vinylacetamid konnte eine bessere Farbstoffaufnahme
erreicht werden (U. Einsele, Textilpraxis International 1989, Heft 12,
S. 1312-1316).
Weitere chemische Reaktionen mit dem Ziel einer Verbesserung der
färberischen Eigenschaften sind die Oxidation oder Substitution am
Polypropylenmolekül. Eine partielle Oxidation der Methylgruppen zu
Carboxylgruppen führt zu einer Anfärbbarkeit mit kationischen Farbstof
fen. Es wurden Umsetzungen mit Chlor, Brom und Fluor durchgeführt, sowie
mit Hypochlorit (Skah C. D., Jain D. K., Text. Res. Journ. 53 (1983),
274) und Chlordioxid, ebenso mit Chlorsulfonsäure, Salpetersäure und
Phosphorsäure. Die so modifizierten Fasern lassen sich mit kationischen
Farbstoffen anfärben, weisen aber geringe Lichtechtheiten auf (H. Leube,
Melliand Textilberichte 46 (1965), 743). Die basischen Farbstoffe können
in Form von Carbinolbasen aus alkalischem Medium angewendet werden (A.
Agster, Melliand Textilberichte 56 (1975), 470).
Alle vorstehend genannten Verfahren haben hauptsächlich wegen der zu
geringen Waschechtheit der erzielbaren Färbungen zu keiner technischen
Anwendung geführt.
Dieser Mangel wird durch das neue erfindungsgemäße Verfahren behoben. Es
werden Aminogruppen in die PP-Faser eingebaut, die eine Färbung mit
Reaktivfarbstoffen ermöglichen, wobei eine homöopolare Bindung zwischen
Faser und Farbstoff zustande kommt. Dies führt zu waschechten Färbungen.
Für den chemischen Einbau von Aminogruppen in PP-Fasern wurden auch
schon anderweitige Vorschläge gemacht. Nach H. Zollinger (Helv. Chim.
Acta 50 (1967), 904) erhält man aminogruppenhaltiges PP durch 12
stündiges Bromieren in Schwefelkohlenstoff und anschließendes Umsetzen
mit flüssigem Ammoniak im Autoklaven bei 120°C während 3 Tagen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt der Einbau von Aminogruppen
in der Weise, daß zunächst ein N-Vinylamid auf die PP-Faser aufgepfropft
und anschließend eine Verseifung der Amidgruppe durchgeführt wird.
Zur Pfropfung können N-Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprolactam. N-Vinyacet
amid u. a. N-Vinyamide verwendet werden. Durch die Pfropfung wird schon
eine sehr gute Aufnahme von Dispersionsfarbstoffen erreicht, wobei
vollständige Durchfärbungen der Fasern erhalten werden. Dies bedeutet,
daß die Pfropfung auch im Inneren der Faser stattgefunden hat. Die
Waschechtheiten sind jedoch nicht ausreichend. Durch Verseifen der
aufgepfropften N-Vinylamide können primäre oder sekundäre Aminogruppen
in der PP-Faser erzeugt werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden auf PP-Fasern
zunächst Faserradikale erzeugt. Dies kann auf chemischem Wege erfolgen
oder bevorzugt durch Bestrahlen mit Elektronenstrahlen in einem Elektro
nenbeschleuniger. Die Bestrahlung kann in Stickstoffatmosphäre unter
Ausschluß von Sauerstoff, aber auch in Luft erfolgen. Das bestrahlte
Gewebe wird dann in eine Lösung des Vinylamids eingelegt, wobei
Konzentrationen von 5-20% und bevorzugt Wasser als Lösungsmittel
verwendet wird. Das Textilmaterial wird 30-60 Minuten bei Temperaturen
zwischen 60 und 100°C behandelt, wobei die Pfropfreaktion stattfindet.
Das gepfropfte PP-Material wird aus der Behandlungslösung herausgenommen
und 1 Stunde lang mit viel Wasser ausgekocht, um eventuell gebildetes
Homopolymerisat und nicht gepfropftes Monomer zu entfernen.
Das aufgepfropfte Material muß nun zur Bildung von Aminogruppen verseift
werden. Die Verseifung der Polyvinylamide verläuft im sauren Bereich
leichter als im alkalischen Medium. Die Verseifungsbedingungen können
hinsichtlich der Temperatur und der Säurekonzentration in weiten Grenzen
variieren.
Bei 1stündiger Behandlung mit 9%iger HCl bei 95°C erhält man bei einem
Pfropfgrad von 10% N-Vinylpyrrolidon eine Aminogruppenzahl von
100 mÄq./kg Faser. Mit steigender HCl-Konzentration nimmt die Aminogruppen
zahl zu. Bei Verwendung von 20%iger HCl während 1 Std. bei 95°C erhält
man 120 mÄq./kg Faser Aminogruppen. Auch bei Raumtemperatur läßt sich
der Pyrrolidonring aufspalten. Mit 18%iger HCl erhält man während 24
Std. bei Raumtemperatur 91 mÄq./kg Aminogruppen.
Aminogruppenzahlen von 70-80 mÄq./kg Faser reichen im allgemeinen für
tiefe Anfärbungen aus. Die mechanisch technologischen Eigenschaften der
PP-Faser werden durch die saure Verseifung der N-Vinylamide praktisch
nicht negativ beeinflußt.
Durch Färben der aminogruppenhaltigen PP-Faser mit Reaktivfarbstoffen,
wie z. B. Monochlortriazin- oder Vinylsulfonfarbstoffen, erhält man tiefe
Anfärbungen. Die Färbungen wurden unter den gleichen Bedingungen durch
geführt wie das Färben von Wolle mit Reaktivfarbstoffen, wobei zunächst
bei pH 5 und anschließend bei pH 7 weitergefärbt wurde.
Die Waschechtheiten der Reaktivfärbungen wurde nach DIN 54 010 bestimmt.
Hierbei erhält man Echtheiten der Note 5.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können PP-Fasern nachträglich nach
dem Ausziehverfahren waschecht mit Reaktivfarbstoffen gefärbt werden.
Ebenso ist eine Anfärbung mit anionischen Farbstoffen unter Ausbildung
einer Salzbindung möglich. In analoger Weise können auch Textildrucke
durchgeführt werden.
Polypropylen-Gewebe von 135 g/m2 wird unter Stickstoff mit einer
Strahlendosis von 100 kGy im Elektronenbeschleuniger bestrahlt. An
schließend wird das Gewebe in eine 95°C heiße 7,5%ige wässerige Lösung
von Vinylpyrrolidon eingebracht. Nach einstündiger Behandlung wird 1
Stunde kochend ausgewaschen. Der Pfropfgrad beträgt 24%.
Zur Verseifung der Pyrrolidonringes wird 1 Stunde mit 18%iger HCl bei
95°C behandelt. Man erhält eine Aminogruppenzahl von 140,2 mÄq./kg
Faser.
Eine Färbung mit Reactive Blue 19 (Vinylsulfonfarbstoff) ergibt eine
Waschechtheit von 5 nach DIN 54 010. Die Farbstoffaufnahme beträgt 14,78
mg/g Faser. Das Flottenverhältnis bei der Färbung betrug 1 : 30.
Polypropylen-Gewebe von 135 g/m2 wird unter Luft mit 100 kGy bestrahlt
und anschließend 1 Stunde lang bei 95°C in einer 10%igen wässerigen
Lösung von Vinylpyrrolidon behandelt. Der Pfropfgrad beträgt 24%.
Anschließend wird 24 Stunden bei Raumtemperatur mit 18%iger HCl
verseift. Man erhält eine Aminogruppenzahl von 90,8 mÄq./kg Faser.
Eine Färbung mit Reactive Red 4 (Monochlortriazinfarbstoff) ergibt eine
Waschechtheit 5 nach DIN 54 010. Das Flottenverhältnis bei der Färbung
betrug 1 : 30.
Claims (5)
1. Verfahren zum Einbau von Aminogruppen in Polypropylenfasern um diesen
Affinität zu anionischen Farbstoffen und Reaktivfarbstoffen zu ver
leihen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf dem Textilgut Radikale
erzeugt, N-Vinylamide aufpfropft und anschließend eine Verseifung
der Amidgruppen zu Aminogruppen herbeiführt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pfropfung
der Vinylamide mit Hilfe von Elektronenstrahlen durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Pfropfung mit cyclischen oder linearen N-Vinylamiden wie z. B. N-
Vinylpyrrolidon, N-Vinylcaprtolactam oder N-Vinlymethylacetamid aus
wäßriger Lösung durchgeführt wird.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Verseifung der aufgepfropften Vinylamide im sauren Medium erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß für die
Verseifung der gepfropften Amide 5-20%ige HCl bei Temperaturen von
20-95°C verwendet wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904030358 DE4030358A1 (de) | 1990-09-26 | 1990-09-26 | Verfahren zur einfuehrung von sekundaeren aminogruppen in polypropylentextilien zum zwecke der reaktivfaerbung |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE4030358A1 true DE4030358A1 (de) | 1992-04-02 |
DE4030358C2 DE4030358C2 (de) | 1993-01-21 |
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ID=6414964
Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4030358A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997004014A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-02-06 | Basf Aktiengesellschaft | Pfropfpolymerisate aus vinylester- und/oder vinylalkohol-einheiten enthaltenden polymerisaten und ethylenisch ungesättigten verbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
EP2292680A1 (de) * | 2009-09-04 | 2011-03-09 | Jen-Taut Yeh | tiefenfärbungsverfahren von polyamid und polyolefin |
-
1990
- 1990-09-26 DE DE19904030358 patent/DE4030358A1/de active Granted
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Helv.Chim.Acta 50, 1967, 897-906 * |
Textilpraxis Internat., 1989, Heft 12, 1312-1316 * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997004014A1 (de) * | 1995-07-21 | 1997-02-06 | Basf Aktiengesellschaft | Pfropfpolymerisate aus vinylester- und/oder vinylalkohol-einheiten enthaltenden polymerisaten und ethylenisch ungesättigten verbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung |
US6060566A (en) * | 1995-07-21 | 2000-05-09 | Basf Aktiengesellschaft | Graft polymers of polymers containing vinyl ester and/or vinyl alcohol units and ethylenically unsaturated compounds, their preparation and their use |
EP2292680A1 (de) * | 2009-09-04 | 2011-03-09 | Jen-Taut Yeh | tiefenfärbungsverfahren von polyamid und polyolefin |
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Publication number | Publication date |
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DE4030358C2 (de) | 1993-01-21 |
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