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Verfahren zur Herstellung von Effektfäden In dem im Illustrated Offlcial
Journal Nr. 203q. vom 11. Januar 1928, Seite 663z veröffentlichten Auszuge des britischen
Patents 28o 493 ist ein Verfahren zur Herstellung von Effektfäden aus Cellulosemono-
oder -diacetat beschrieben. Nach diesem Verfahren werden pflanzliche Fasern in ein
Acetylierungsgemisch aus Essigsäureanhydrid, Eisessig und irgendeinem der bisher
für die Herstellung von Acetylcellulose vorgeschlagenen Katalysatoren eingelegt
und nur so lange darin belassen, bis das Cellulosemono- oder -diacetat entstanden
ist.
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Bei der Weiterbearbeitung dieses Verfahrens wurde nun gefunden, daß
es vorteilhaft ist, das Acetylierungsgemisch oder die Fasern während der Reaktion
in Bewegung zu halten. Da die Acetylierung unter Wärmeabgabe verläuft und sowohl
die Acetylierungsgemische wie die pflanzlichen Fasern schlechte Wärmeleiter sind,
können bei großen Ansätzen lokale Überhitzungen auftreten. An den überhitzten Stellen
besteht dann die Gefahr der überacetylierung, die bewirken könnte, daß die Fasern
dort hart werden und schrumpfen. Das Bewegen der Acety@ierungsgemische ermöglicht
dagegen die gleichmäßige Durchführung selbst sehr großer Ansätze und ist besonders
wertvoll bei der Behandlung von pflanzlichen Fasern in fest verpackter Form, z.
B. in Form von loser Baumwolle, Kettbäumen, Copsen, Bobinen usw.
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Das Bewegen der Acetylierungsgemische verhindert aber nicht nur eine
ungleichmäßige Acetylierung nach dem Verfahren des im Illustrated Official Journal
Nr. a034 vom 11. Januar 1928, Seite 6632 veröffentlichten Auszuges des britischen
Patents 280 493, sondern bringt auch sonst eine ganze Anzahl unerwarteter
Vorteile mit sich.
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So kann z. B. die Acetylierung mit bewegter Flotte bei wesentlich
höherer Temperatur ohne erhöhte Gefahr ungleichmäßiger Einwirkung durchgeführt werden.
Das Arbeiten bei erhöhter Temperatur ermöglicht aber einerseits eine unerwartet
rasche Durchführung der Acetylierung und ist andererseits auch bei der Herstellung
glänzender Effektfäden aus meroerisierten Garnen vorteilhaft.
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Die .Beschleunigung der Acetylierung ist dann erwünscht, wenn essigsäureanhydridarme
Gemische, die die Cellulose bedeutend weniger rasch angreifen, verwendet werden
sollen. Die Verwendung essigsäureanhydridarmer Gemische aber ist besonders wirtschaftlich,
weil in diesem Fall das nach dem Ausschwingen oder Abquetschen noch an den Fasern
anhaftende Gemisch zu einem möglichst- geringen Bruchteil aus dem teuren Essigsäureanhydrid
besteht. Das Arbeiten mit
essigsäureanhydridarmen Gemischen wurde
bisher ebenso wie das in dem erwähnten Auszuge des britischen Patents 28o 493 beschriebene
Verfahren für unmöglich gehalten (s. z. B. H o t t e n r o t h , Die Kunstseide
i926, Seite 354, Zeile 13 bis 22). Im Gegensatz zu dieser Anschauung wurde
nun gefunden, daß z. B. Cellulosemonoacetat mit Gemischen, die nur die theoretisch
erforderliche MengeEssigsäureanhydrid enthalten, ohne Schwierigkeit hergestellt
werden kann und- daß überdies durch die Anwendung essigsäureanhydridärmerer Gemische
Fasern von besonders weichem Griff entstehen.
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Das Arbeiten bei erhöhter Temperatur ist bei der Herstellung von glänzenden
Effektfäden aus mercerisierter Gellulose darum vorteilhaft, weil die mercerisierte
Cellulose bei gewöhnlicher Temperatur von den Acetylierungsgemischen außerordentlich
langsam angegriffen wird. Diese eigentümliche Reaktionsträgheit der sonst reaktionsfähigeren
mercerisierten Cellulose ist bei erhöhter Temperatur vollständig aufgehoben.
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Damit sind aber die Vorteile des Arbeitens mit bewegter Flotte noch
nicht erschöpft. Es wurde gefunden, daß diese Art der Acetylierung auch bei einem
etwas abgeänderten Verfahren gute Dienste leisten kann. In manchen Fällen ist es
nämlich vorteilhaft, die Cellulose nicht direkt in ein fertigbereitetes Acetylierungsgemisch
ausEssigsäureanhydrid, Eisessig und dem Katalysator einzulegen, sondern sie zunächst
nur mit einem oder zwei Bestandteilen des Gemisches in Berührung zu bringen und
den oder die fehlenden Bestandteile erst später zuzugeben.. So können z. B. die
Cellulosefasern zuerst in Eisessig eingelegt und das Essigsäureanhydrid und der
Katalysator erst später zugegeben werden, oder es kann zuerst das Essigsäureanhydrid
mit den Fasern in Berührung gebracht und der Eisessig und Katalysator erst später
zugegeben werden. Man kann ferner die Cellulosefasern zunächst mit dem Katalysator
imprägnieren und das Essigsäureanhydrid und den Eisessig erst später zugeben bzw.
die mit dem Katalysator imprägnierten Fasern in ein Gemisch von Essigsäureanhydrid
und Eisessig eintragen. Weitere Arbeitsweisen bestehen darin, daß die Cellulosefasern
in eine Mischung von Essigsäureanhydrid und Eisessig eingelegt und der Katalysator
erst später zugegeben wird, oder daß die Cellulosefasern in ein Gemisch aus Eisessig
oder Essigsäureanhydrid und dem Katalysator eingetragen und das Essigsäureanhydrid
bzw. der Eisessig erst später zugefügt wird. Jede dieser Ausführungsformen kann
bei geeignet gewählten Reaktionsbedingungen gewisseVorteile bieten. So kann z. B.
die Reaktionsträgheit mercerisierter Garne dadurch aufgehoben werden, daß sie zunächst
in Eisessig eingelegt werden, oder die Acetylierung pflanlicher Fasern dadurch beschleunigt
werden, daß sie zunächst mit dem Katalysator imprägniert werden usw. Bei allen diesen
Ausführungsformen des in dem Auszuge des britischen Patents 28o 493 angegebenen
Verfahrens leistet die Bewegung der Flotte gute Dienste, weil sie eine rasche Durchmischung
und damit- eine gleichmäßige Einwirkung der Acetylierungsgemische ermöglicht.
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Als einziger Nachteil des Arbeitens mit bewegter Flotte wäre zu befürchten
gewesen, daß bei der Überführung gefärbter Garne in bunte Effektfäden aus Cellulosemono-
oder -diacetat- die Farbstoffe stärker in das Acetylierungsgemisch abbluten würden
als bei stehender Flotte. Dieser Nachteil wäre um so mehr ins Gewicht gefallen,
weil die mit gewissen Baumwollfarbstoffen vorgefärbten und hierauf acetylierten
Cellulosefasern großes technisches Interesse besitzen, da sie sich durch unerwartet
gute Echtheitseigenschaften auszeichnen. So werden z. B. mit gewissen direkten Küpen-
oder Schwefelfarbstoffen vorgefärbte Garne bei der Überführung in das Cellulosemono-
oder -diacetat nicht nur besser wasch- und kochecht, sondern zeichnen sich auch
durch eine wesentlich erhöhte Chlorechtheit aus. Daher war die Feststellung besonders
wichtig, daß die gefärbten Garne ebenfalls vorteilhaft mit bewegter Flotte niedrig
acetyliert werden können, ohne wesentlich mehr an Farbstärke einzubüßen als bei
stehender Flotte. Beispiel i ioo Teile gebauchtes Baumwollgarn werden in ein 6o°
warmes Acetylierungsgemisch aus 3o Teilen Zinkchlorid, ioo Teilen Essigsäureanhydrid
und 87o Teilen ioo °4iger Essigsäure eingelegt und das Gemisch -während etwa io
Stunden vermittels einer Pumpe in steter Zirkulation gehalten. Hierauf wird das
scheinbar unveränderte Garn möglichst vollständig vom Gemisch getrennt, ausgewaschen
und getrocknet. Das so behandelte Garn zeigt zu solchen substantiven Farbstoffen,
die Acetatseide nicht anfärben, praktisch keine Affinität mehr. . Beispiel :2 ioo
Teile gebleichtes, getrocknetes Baumwollgarn werden in ein -Acetylierungsgemisch
aus 4o Teilen Zinkchlorid, 8o Teilen Essigsäureanhydrid und 88o Teilen ioo o/°iger
Essigsäure eingelegt, so daß das Garn vollständig von der Flüssigkeit bedeckt wird,
und
unter steter Zirkulation 12 Stunden lang auf 5o11 erwärmt, durch
Abschleudern vom anhaftenden Gemisch möglichst vollständig befreit, ausgewaschen
und getrocknet. Erhalten werden 125 Teile eines Garnes, das äußerlich vom
Ausgangsmaterial kaum zu unterscheiden ist, aber Substantive Farbstoffe vollständig
reserviert. Beispie13 iooTeile gebleichtes Baumwollgarn werden in ein geschlossenes
Gefäß verpackt und dann während 3/4 Stunden die zehnfache Gewichtsmenge eines 8o11
warmen Acetylierungsgemisches aus 5 % Zinkchlorid, 15 °/o Essigsäureanhydrid
und 85°/a foo°/oigerEssigsäure durchgepumpt, so rasch wie möglich vom anhaftenden
Gemisch befreit, in Eiswasser eingelegt, durch Waschen von der Säure befreit, geseift
und getrocknet. Die so hergestellten Effektfäden reservieren substantiveFarbstoffe
vollständig. Beispiel 4 Durch ioo Teile mercerisiertes Garn wird ein 6o11 warmes
Acetylierungsgemisch, bestehend aus 2o Teilen Zinkchorid, ioo Teilen Essigsäureanhydrid
und 88o Teilen ioo°/oiger Essigsäure durchgepumpt, bis eine Probe nach dem Auswaschen
und Kochen von substantiven Farbstoffen nicht mehr angefärbt wird, was gewöhnlich
in 6 bis 7 Stunden der Fall ist. Dann wird das Garn vom Acetylierungsgemisch möglichst
vollständig befreit, gewaschen und getrocknet. Bei dieser Behandlung ist das Garn
vollständig in Cellulosemonoacetat übergegangen und bleibt beim Überfärben mit substantiven
Farbstoffen ungefärbt. Beispiel s ioo Teile Rohgarn werden in 70o Teile 98 % igen
Eisessig eingelegt und nach einiger Zeit 25o Teile Essigsäureanhydrid und 5o Teile
Zinkchlorid zugegeben. Dann wird durch Bewegen die Flüssigkeit gut durchgemischt
und so lange bei 4011 bewegt, bis eine Probe des Garns nach dem Auswaschen und Trocknen
beim Überfärben mit i"'/. Diaminreinblau FF (Schultz, Farbstofftabellen, 6. Auflage,
Nr. 424) nicht mehr angefärbt wird, was nach etwa 24 Stunden der Fall ist. Hierauf
wird das Garn ebenfalls von der Flüssigkeit getrennt, gewaschen und getrocknet.
Beispiel 6 i oo Teile mercerisiertes, mit 30/0 Chlor= antinechtrot 7 BL (Colour
Index Nr. 278) gefärbtes Garn werden in die zehnfache Gewichtsmenge 99°/oigenEisessigs
eingelegt, nach einiger Zeit ausgeschwungen und in einem 4o11 warmen Acetylierungsgemisch
aus 5oTeilen Zinkchlorid, i50 Teilen Essigsäureanhydrid und 70o Teilen ioo°/oiger
Essigsäure unter steter Bewegung acetyliert, bis eine Probe beim Umfärben mit substantiven
Farbstoffen keine Veränderung des ursprünglichen Farbtons mehr zeigt. Hierauf wird
die Hauptmenge ebenfalls vom Acetylierungsgemisch getrennt, gewaschen und getrocknet.
Die so hergestellten roten Effektfäden können gewaschen, gekocht und gechlort werden,
ohne daß der Farbstoff abblutet oder zerstört wird, während mit Chlorantinechtrot
7 BL gefärbte Baumwollgarne weder wasch- noch kochnoch chlorecht sind. Beispiel
? Durch ioo Teile mit Schwefelschwarz T (Schultz, Farbstofftabellen, 6.Auf1.,Nr.72o)
gefärbte, von der Feuchtigkeit nach Möglichkeit befreite Baumwollcops werden in
einer geeigneten Vorrichtung 80o Teile eines 6o11 warmen Gemisches aus io °/o Essigsäureanhydrid,
3 °/Q Chlorzink und 87 °/o ioo°/oiger Essigsäure etwa 8 Stunden lang durchgepumpt,
worauf die Cops geschwungen, gewaschen und getrocknet werden. Die so hergestellten
schwarzen Effektfäden behalten beim Überfärben mit, Substantiven Farbstoffen ihren
tiefschwarzen Farbton bei. Beispie18 Mit Indanthrenblau GCD (Schultz, Farbstofftabellen,
6. Aufl., Nr. 842) gefärbtes Baumwollgarn wird nach irgendeinem der angeführten
Beispiele in gefärbtes Cellulosemonoacetat übergeführt. Obwohl der Eisessig ein
ausgezeichnetes Lösungsmittel für Küpenfarbstoffe ist, bleiben die Acetylierungsgemische
trotz stetiger Zirkulation praktisch farblos.
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Diese Beispiele zeigen, wie bei der Verwendung von Zinkchlorid als
Katalysator die Acetylierung unter Bewegung der Flotte oder der Garne durchgeführt
werden kann. Selbstverständlich könnte die Acetylierung mit jedem der im britischen
Patent 28o 493 angegebenen Katalysatoren unter entsprechend abgeänderten Bedingungen
auf die verschiedenste Art durchgeführt werden.