DE743398C - Verfahren zur Herstellung von pigmenthaltigen Kunstfasern und -faeden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von pigmenthaltigen Kunstfasern und -fäden Die Einverleibung von anorganischen oder organischen gefärbten oder weißen Pigmenten in die Spinnlösungen hat in der Kunstseidenindustrie und insbesondere bei der Herstellung von Stapelfasern erhebliche Bedeutung gewonnen Bei den bekannten Verfahren wird das Pigment mit Hilfe von Kolloidmühlen oder anderen Dispergi#ervorrichtungen in den Spinnlösungen oder in einem Teil der Spinnlösungen oder in einem Teil der zur Bereitung der Spinnlösungen erforderlichen Lösungsmittel verteilt. Diese Dispergierung der Pigmente und Farbstoffe in den Spinnlösungen ist umständlich und zeitraubend und hat häufig eine ungewollte Weiterreifung der gegebenenfalls verwendeten Viscose zur Folge. Man hat deshalb auch schon versucht, die Pigmente bei der Herstellung von Kunstseidenzellstoffen dem Cellulosebrei im Holländer oder auf der Papiermaschine zuzusetzen. Es wurde nun gefunden, daß zur Einverleibung des Pigments in wäßrige Spiiinlösungen mit sehr großem Vorteil besondere Zubereitungen des Pigments verwendet werden können, die durch intensive mechanische Bearbeitung aus dem Pigment und einem wasserlösliehen Trägerstoff in Form von knet- und walzfähigen plastischen Massen gewonnen werden, Durch längeres Kneten oder Walzen der Zubereitungen, gegebenenfalls unter Mitverwendung einer kleinen Menge einer Flüssigkeit, wird eine sehr feine - Verteilung des Pigments durch die innere Reibung der zähen Knet- oder Walzmasse erreicht. Derartige Zubereitungen enthalten die Pigmentteilchen in einer sehr feinen Verteilung, die teilweise an der Grenze der optischen Sichtbarkeit liegt. jede Aggregation von Teilchen ist in den Zubereitungen aufgelöst, und jedes Pigmentkörnchen ist förmlich von einer Haut des wasserlöslichen Trägerstoffes umgeben. Bei der Auflösung der Zubereitungen in den Spinnlösungen löst sich die Haut des Trägerstoffes von jedem Pigmentteilchen, und dieses schwebt infolge der ungemein feinen Verteilung für sich in der Spinnlösung. Ein Absetzen oder Zusammenballen von Teilchen in den bis zum Verspinnen der Lösungen verfließenden Zeiträumen findet nicht statt.
• Alle wasserlöslichen Zusatzstoffe, die gegebenenfalls unter Mitverwendung von Wasser oder wasserlöslichen Flüssi-keiKen knetbare Massen liefern können, sind als Trägerstoffe beim Verfahren der Erfindung verwendbar. In diese knetbaren Massen werden die Pigmente eingebracht und die Zerkleinerung der Pigmentteilchen -und ihre feine Verteilung in den Knetmassen in Knet- oder Walzapparaten bewirkt.
• Gut bewährt haben sich solche Trägerstofie, die als Disperg ier- oder Netzmittel brauchbar sind, doch können auch andere wasserlösliche, teigige oder feste Trägerstoffe verwendet werden, wie Eindampfrückstände von gereinigter Sulfitablauge, Kondensationsprodukte von aromatischen Sulfonsäuren mit niedrigen aliphatischen Aldehyden, oder einfache Salze, wie Natriumsulfat, Magnesiumsulfat, auch organische Verbindungen, wie Zucker, Glykose und andere Stoffe, die sich in Wasser leicht zu konzentrierten Lösungen zu lösen vermögen und mit unzureichenden, Mengen an Wasser breiartige, knetbare Massen liefern.
• Die Zerkleinerung der Einzelteilchen des Pi -rnents und die feine Verteilung in der Zubereitung sind abhängig von der Größe der Reibung innerhalb des Walz- und Knetteiges.
• Die Teilchengröße des Pigments wird durch die mechanische Bearbeitung im plastischen Zustand feiner und gleichmäßiger 27 als mit irgendeinem anderen Zerkleinerungsverfahren. Die Deckkraft und die Ausgiebigkeit der Pigmente nimmt bei der Benutzung der Pimentzubereitungen sehr erheblich zu. Bei gleichem Piginentgelialt sind die Fasern, die unter Verwendung der Piginentzubereitungen in den Spinnlösungen hergestellt sind, erheblich fester. Die Pigmentzubereitungen, die nach ihrer Herstellung feste oder plastische Massen darstellen, können entweder als Pulver oder als grobkörnige Massen der Spinnlösung oder einem Teil der Spinnlösung oder einem Teil der zur Spinnlösung verwendeten Lösungsmittel oder den Ausgangsmaterialien für die Spinnlösung direkt in festein Zustande zugesetzt werden.
• Die Pigmentzubereitungen können auch der bereits filtrierten und zum Spinnen fertiggemachten Spinnlösung zugesetzt werden, ohne daß die Spinnfähigkeit und die Spinnsicherheit der Lösungen dadurch leiden. Es ist dies bei der Herstellung von matten oder gefärbten Kunstseiden besonders wertvoll, weil man dadurch vermeiden kann, daß die Filter durch die Pigmente oder Farbstoffe verunreinigt werden. Durch die leichte Auflösung der Piginentzubereiturigen in den Spinnlösungen können die Zubereitungen mit besonderem Vorteil für Verfahren verwendet werden, bei denen die Pigmente oder Farbstoffe der fertigen Spinnlösung vor oder nach der Entlüftung, z. B. im Spinnkessel vor der Entlüftung, an der Spinnmaschine oder auf dem Wege zur Spinnmaschine, zugesetzt werden sollen. Zur völlig homogenen Verteilung der Pigmente in den fertigen Spinnlösungen genügt beispielsweise ein kurzes Rühren. nachdem die Zubereitungen in die Lösungen eingeschüttet worden sind. Die erforderliche Arbeit zur Dispergierung des Pigments in der fertigen Spinnlösung wird durch Anwendung der nach der Erfindung benutzten Zubereitungen auf wenige Hand-riffe reduziert; sie ist ebenso rasch durchzuführen wie beispielsweise die gleichmäßige Verteilung einer in der Spinnlösung löslichen Flüssigkeit.
• Das Verfahren der Erfindung hat sieh bei der Einverleibung von anorganischen oder organischen unlöslichen Farbstofien oder bei der Einverleibung von weißen Pigmenten in die Spinnlösung zum Zwecke echter Färbungen und dauerhafter Mattierungen der Fasern und Fäden sehr gut bewährt. Als besondere Vorteile der neuen Arbeitsweise seien zusaininenfassend nochmals folgende aufgeführt: i. wesentlich leichtere Verteilung der Piginente bei Herstellung der Spinnlösung, 2. große Spinnsicherheit der Lösung, 3. gute Filtrierfälligkeit der Lösung, .4. die Möglichkeit-, die Spinnlösung noch vor dem Pignientzusatz zu filtrieren und dadurch eine Färbung und Verunreinigung der Filterinaterialien zu verhindern, 5. erhöhte Deckkraft der Fasern. 6. größere Faserfestigkeit.
• Grundsätzlich können alle Pigmente in der angegebenen Weise den Spinnlösungen ohne vorherige Anreibung mit einer Flüssigkeit einverleibt werden. Es sind mit Vorteil beispielsweise Lithopone, Blane Fix, Titandioxyd und farbige Pigmente, wie Ruß, Küpenfarbstoffe oder Lackpigmentfarbstoffe, z.B. Phosphorwolframlacke, benutzt worden.
• Zur Erläuterung der Arbeitsweise nach der Erfindung können folgende Beispiele dienen. Wenn die Trägerstoffe der plastischen Knetmasse in den Spinnlösungen netzende oder dispergierende Eigenschaften besitzen, so wird durch diese Trägerstoffe nicht nur jede Ag- gregation von Teilchen des Pigments, sondern auch ein Absetzen der Teilchen in den Lösungen bei längerer Aufbewahrung vermieden. Beispiel 1 In io 1 Viscose mit 7,8 Cellulose und 6,5 0/, Natronlauge werden vor oder nach dem'Filtrieren 15 bis 30 9 einer Zubereitung von Titandioxyd, die 70 1/0 Titandioxyd und 30 0/0 des Natriumsalzes eines Kondensationsproduktes der ß-.NLaphthalinsulfonsäure und Formaldehyd enthält und durch Zusammenkneten der Substanzen in einem Kneter, z. B. nach Werner & Pfleiderer, hergestellt worden ist, trocken eingerührt. Die gleichmäßige Verteilung in der Spinnlösung wird durch kurzes 'Rühren herbeigeführt und die homogene Suspension nach der Entlüftung in üblicher Weise versponnen. Ein Zusatz derselben Menge an Titandioxyd wirkt um 2o bis 25')/, stärker, wenn das Titandioxyd in der Form der erfindungsgemäßen Zubereitung benutzt wird. Bei Zusatz der Zubereitun 'g vor der Filtration der Lösung bleibt kein Pigmentrückstand auf dem Filter.
• Beispiel 2 In io 1 Viscose werden wie in Beispiel i vor oder nach dem Filtrieren 45 g einer Titandioxydzubereitung trocken eingerührt, die 40 % Titandioxyd und 6o % eines knetfähigen, plastischen Gemisches aus dem Natriumsalz des Kondensationsproduktes aus ß-Naphthalinsulfonsäureformaldehyd und Glaubersalz enthält.
• Beispiel 3 In iol Viscose mit 7,201, Cellulose und 6,5'1, Natronlauge werden 6og einer Zubereitung trocken eingerührt, die 4o % Ruß (z.B. Gas-, Naphthalin- oder Anthracenruß) und 6o % des Natriumsalzes des Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd enthält und durch längeres tüchtiges Kneten zu einer homogenen, plastischen Masse gemacht worden ist. Wird die Zubereitung nach dem Filtrieren der Spinnlösung zugesetzt, so genügt ein kurzes Rühren und Entlüften der Lösung, um sie spinnfähig zu machen. Die Spinnfähigkeit einer so hergestellten Lösung ist besser als die Spinnfähigkeit einer Lösung, bei welcher der Ruß in der handelsüblichen Form der Spinnlösung zugesetzt wird.
• Beispiel 4 Zu iol ViscOse mit 7,2,'/, Cellulose und 6'/o Natronlauge wird so viel einer Zubereitung eines Farbstoffpigments zugegeben, daß die fertigen Fasern i bis 3% Farbstoff, auf Cellulose berechnet, enthalten. Die Farbstoffzubereitung wird hergestellt durch intensives Kneten einer Mischung von 4o bis 5o Gewichtsteilen eines wasserunlöslichen FarbstOffes, 50 bis 6o Gewichtsteilen eines Kondensationsproduktes aus ß-Naphthylinsulfonsäure und Formaldehyd und 2o Gewichtsteilen Wasser. Die Zufügung der Zubereitung erfolgt entweder trocken oder in feiner Suspension in einem Teil der Spinnlösung oder in einer mit der Spinnflüssigkeit mischbaren Flüssigkeit, z. B. in Wasser. Zur Verteilung des Farbstoffpigments in der Viscose genügt ein einfaches Einrühren der Pigmentzubereitung. Die Aufteilung der Farbstoffteilchen in den Zubereitungen ist wesentlich feiner als die Aufteilung der Farbstoffteilchen in handelsüblichen trockenen Pigmenten oder Pigmentanreibungen. Für die Zubereitung können alle unlöslichen Farbstoffe und Pigmente verwendet werden, so daß sowohl matte als auch gefärbte Fasern in allen Nuancen erhalten werden können. Als Farbstoffe wurden z. B. verwendet: Lichtechtorange, Pergarnentrot, Indigo, Indanthrenfarbstoffe, Heliogenblau USW.
• Beispiel 5 7oTeile Titandioxyd, 3oTeile eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd werden mit so viel Wasser versetzt, daß bei der intensiven mechanischen Bearbeitung, die zweckmäßig in einem Knetapparat System Werner-Pfleiderer erfolgt, eine plastische Masse entsteht. An Stelle eines Knetapparates kann auch eine ähnliche Vorrichtung, z. B. ein Walzenstuhl oder eine -Strangpresse usw., Anwendung finden, d. h. alle Apparate, die nicht selbst zerkleinernd wirken, sondern die durch die mechanische Einwirkung eine Formveränderung der plastischen Masse bewirken und dadur»ch die in den Trägerstoff eingebetteten Teilchen zu einem sehr hohen Feinhe - itsgrad zerreiben. In kurzer Zeit wird so ein sehr hoher Feinheitsgrad erreicht. Die plastische Masse wird zweckmäßig durch Auswalzen zu einem Film in eine zur Trocknung geeignete Form gebracht. Nach erfolgter Trocknung kann, falls gewünscht ' die Masse in einer Mühle gernahlen werden. Eine der Menge des Pigments, die einer wäßrigen Spinnlösung zugesetzt "verden soll, entsprechende Menge der Pigmente zubereitung wird den wäßrigen Spinnlösungen, z. B. der spinnfertigen Viscose, zugesetzt. Nach kurzem Rühren ist eine gleichmäßige Verteilung des Pigments in der Spinnlösung erreicht, so daß sie versponnen werden kann. Beispiel 6 4o Teile Titandioxyd, 4o Teile Sulfitcelluloseablauge und :2o Teile Natriumsulfat werden unter Zugabe der entsprechenden Menge Wasser wie in Beispie15 behandelt. Die so hergestellte Piginentzubereitung wird, wie in den Beispielen i bis 5 beschrieben, wäßrigen Spinnlösungen oder den Ausgangsstoffen für die Spinnlösung zugesetzt.
• Beispiel 7 4o Teile Ruß, 6o Teile des Kondensationsproduktes aus '-\Taplithalinsulfonsätire und Formaldehyd werden. wie in Beispiel 5 angegeben, bearbeitet. Die so hergestellte Pigmentzubereitung wird, wie in den Beispielen i bis 5 beschrieben, wäßriaen Spinnlösungen oder den Ausgangsstoffen für die Spinnlösung zugesetzt.
• Beispiel 8 4o Teile eines nach der deutschen Patentschrift 6o8 4-12 durch Bromieren von Dibenzanthron in Chlorsulfonsäure in Gegenwart von Schwefel hergestellten Farbstoffes werden mit 6o Teilen des Kondensationsproduktes aus '.\7aphthalinsulfoiisäure und Forinaldehyd, wie in Beispiel 5 näher ausgeführt, bearbeitet. Die so hergestellte Pi,-ineiit7ubereitiing wird, wie in den Beispielen i. bis 5 beschrieben, wäßrigen Spinnlösungen oder den Ausgangsstofien für die Spinnlösung zugesetzt.
• Beispiel 6o Teile Indigo werden mit 4o Teilen des Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehvd in der in Beispiel 5 angegebenen Weise behandelt. Die so liergestellte Pigmentzubereitung wird, wie in den Beispielen i bis 5 beschrieben, wäßrigen Spinnlösungen oder den Ausgangsstoffen für die Spinnlösiang zugesetzt.
• Beispiel 10 4o Teile Heliogenblau B (vgl. Chem.Ztg. 6o, S.375) werden mit 6o Teilen des Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsätire und Formaldehyd, wie in Beispiel 5 angegeben, bearbeitet. Die so hergestellte Pigmentzubereitung wird, wie in den Beispielen i bis 5 beschrieben, wäßrigen Spinnlösungen oder den Ausgangsstoffen für die Spinnlösung ZD Z3 zugesetzt.
• Beispiel ii 4o Teile des im Beispiel io genannten Farbstoffes werden mit 4o Teilen des Kondensationsproduktes aus Naplithalinsulfonsäure und Formaldehyd und 2o Teilen Ammonsulfat, wie in Beispiel 5 angegeben, bearbeitet. Die so erhaltene Zubereitung läßt sich in die üb- liche Kupferspinnlösung gut einstreuen und glatt verspinnen. Man erhält eine blaugefärbte Faser von sehr guten Echtheitseigenschaften. Beispiel 12 6o Teile Perlnanentrot FRL (vgl. S ch u 1 t z, Farbstofftabellen, 7. Aufl., 2. Bd., S. 17,4) werden mit 4o Teilen des Kondensationsproduktes aus -'#aplitlialiiizulfons.*ture und Formaldehyd in der in Beispiel 5 angegebenen Weise behandelt. Die so hergestellte Pigilientzubereitung wird, wie in den Beispielen i bis 5 beschrieben, wäßrigen Spinnlösungen oder den Ausgangsstoffen für die Spinnlösung zugesetzt.
• Beispiel 13 6oTeilePermanentoraligeG(vgl.Schultz, Farbstolitabellen, 7. Aufl., 2. Bd., S. 174) werden mit 4o Teilen des Kondensationsproduktes aus Napthalinsulfonsäure und Formaldehyd in der in Beispiel 5 angegebenen Weise behandelt. Die so hergestellte Pignientzubereitun- wird. wie in den Beispielen i bis 5 beschrieben, wäßrigen Spinnlösungen oder den Ausgangsstoffen für die Spinnliisung zugesetzt.
• Beispiel 14 2o Teile 1, 2 - Benzocarbazol - BZ - 3 - Oxv-BZ-2-Carbonsäure-P-anisidid, 4oTeile benzylsulfaiiilsaures Natrium und -jo Teile des Kondensa,tionsproduktes aus Naphthalinsulfonsaure und Formaldehvd werden, wie im Beispiel # angegeben, behandelt. Die so erhaltene Zubereitung läßt sich in die übliche Kupferspinnlösung einstreuen und glatt verspinnen. An dein ausgespormenen Faden Kann in der üblichen Weise durch Entwickeln mit einer Diazokomponente ein beliebiger Farbton erzeugt worden.
• wo in den vorstehenden Beispielen zahleni n, äßige Angaben e# üb,-i- die Mengen an Pigmentzubereitung, die zur Spinnlösung zugesetzt werden sollen, fehlen, richten sich die Zusatzmengen nach dein Gehalt an Farbstoffen oder Pigmenten, den man in den fertigen Gebilden züi haben wünscht, und nach dem Gehalt der Zubereitungen an Pigmenten. Sollen einer Spitinlösung z. B. 5 % Piginent zugesetzt werden. so müssen io0/, einer 5o"/,igen Pigmentzubereitung verwendet werden.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von pigmentlialtigen Kunstfasern und -fäden aus wäßrig ge n, - piginenthaltigen t-, Spinnlösungen mit Hilfe von einer aus Pigmenten und einem Zusatzstoff bestehenden Pigmentzubereitung, die durch intensive mechanische Bearbeitung in Apparaten hergestellt ist, deren bewegliche Teile auf die die Pigmente enthaltenden Zusatzstoffe einwirken und dadurch die Pigmente in feinste Verteilung in den Zusatzstoffen bringen, dadurch gekennzeichnet, daß man wasserunlösliche Pigmente zusammen mit wasserlöslichen unter - den Bearbeitungsbedingungen plastisch werdenden Trägerstoffen verwendet.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zubereitungen de§ Pigments nach dem Filtrieren der Spinnlösung zugesetzt werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: schweizerische Patentschriften Nr. 161 oi8, 170409-