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Verfahren zum Färben und Bedrucken von Fasern aus Polyacrylnitril
Das Verfahren ermöglicht es, Fasern aus Polyacrylnitril in einfacher Weise echt
zu färben und zu bedrucken. Bekanntlich ist das Färben und Bedrucken derartiger
Fasern bis heute mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, und die Echtheiten der
nach den vorbekannten Methoden erzeugten Färbungen und Drucke sind in manchen Fällen
unbefriedigend.
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Es wurde nämlich gefunden, daß Polyacrylnitrilfasern in günstiger
Weise gefärbt und bedruckt werden können, wenn man hierzu aminogruppenhaltige, sulfonsäuregruppenfreie
Farbstoffe der Triarylmethanreihe verwendet, welche als Aminogruppen mindestens
eine und höchstens zwei in p-Stellung zum zentralen Kohlenstoffatom befindliche
NH2 Gruppen enthalten.
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Die dem Verfahren als Ausgangsstoffe dienenden Fasern aus Polyacrylnitril
können beispielsweise aus Polyacrylnitril allein aufgebaut sein oder auch aus Mischungen,
die einen erheblichen Anteil an Polvacrylnitril aufweisen, bzw. aus Mischungen von
Einzelpolymerisaten mit einem wesentlichen Anteil an Polyacrylnitril.
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Die Farbstoffe der Triarylmethanreihe können beliebige, an das zentrale
Kohlenstoffatom gebundene Arylreste, beispielsweise Phenyl-, Naphthyl-oder auch
höhere Arylreste enthalten, selbstverständlich auch von einander verschiedene Arylreste,
wie z. B. einen Naphthyl- und zwei Phenylreste. Besonders bewährt haben sich beispielsweise
die Farbstoffe mit drei an das zentrale Kohlenstoffatom gebundenen Phenylresten,
d. h. die Triphenylmethanfarbstoffe. Bedingung ist, daß im Farbstoffmolekül mindestens
eine in p-Stellung zum zentralen Kohlenstoffatom befindliche primäre Aminogruppe
vorhanden ist und daß nicht mehr als
zwei solche Gruppen, aber auch
keine anderen, z. B. sekundäre oder tertiäre Aminogruppen, anwesend sind. Abgesehen
von den Aminogruppen können die Arylreste auch noch andere Substituenten, z. B.
Alkylgruppen, wie Methyl oder Äthyl, Alkoxy-_ gruppen, wie Methoxy oder Äthoxy,
Halogenatome, wie Chlor oder Nitrogruppen enthalten.
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Sofern es sich um nichtsalzbildende Substituenten wie die soeben erwähnten
Substituenten handelt und auch, wenn außer den Aminogruppen keine weiteren Substituenten
vorhanden sind, ist zur Erzielung des Farbstoffcharakters ,ein Anion, und zwar zweckmäßig
ein ungefärbtes Anion erforderlich.-Es kommen z. B. Anionen von anorganischen Säuren,
wie Salzsäure, Schwefelsäure, Phosphorsäure oder Aminosulfonsäure in Betracht. In
manchen Fällen erweisen sich die Anionen organischer Säuren, wie Essigsäure, Propionsäure,
Chloressigsäure, Benzoesäure oder Salicylsäure als vorteilhaft.
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Je nach Konstitution können die gemäß dem Verfahren zu verwendenden
Farbstoffe in Wasser mehr oder weniger gut löslich sein.
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Bei dem Verfahren werden die Triarylinethanfarbstoffe vorteilhaft
direkt als solche, d. h. in Form der Farbsalze der oben angegebenen Zusammensetzungen
verwendet. Diese können gewünschtenfalls unmittelbar vor dem Färben aus den entsprechenden
Carbinolen bzw. den - Tminen der entsprechenden Diphenylchinomethane und einer passenden
Säure hergestellt werden. Das Verfahren umfaßt aber auch solche Ausführungsformen,
bei denen zum Färben oder Bedrucken von Polyacrylnitril nicht unmittelbar diese
Farbsalze, sondern solche Verbindungen, welche diese Farbsalze ergeben, verwendet
werden, beispielsweise die entsprechenden Carbinole. Die letzteren kann man beispielsweise
auf die Polyacrylnitrilfaser aufbringen und durch Einwirkung von Säuren in die Farbsalze
umwandeln. Man kann auch in umgekehrter Reihenfolge verfahren, d. h. Polyacrylnitrilfasern
mit Säuren vorbehandeln und hierauf durch Einwirkung der Carbinole die Farbsalze
auf der Faser erzeugen.
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Das Färben nach dem vorliegenden Verfahren erfolgt im allgemeinen
vorteilhaft in wäßrigem Medium. Zahlreiche der hier zu verwendenden Triarylmethane
besitzen eine Wasserlöslichkeit, die genügt, um diese Produkte in Form wäßriger
Lösungen zum Färben zu verwenden. Für die in Wasser schwerlöslichen -Produkte, bei
denen -dies nicht der Fall ist, kann das für Acetatseide und Polyamdfas:ern übliche
Dispersionsfärbeverfahren Anwendung finden, gemäß welchem die Farbstoffe mit Hilfe
eines passenden Dispergiermittels, z. B. mit Hilfe von Seifen, Benzimidazolsulfonsäuren
mit einem höheren Alkylrest in ,u-Stellung des Imidazolrestes oder Polyglykoläthern
von höhermolekularen Fettalkoholen dispergiert und in dieser Form verwendet werden.
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In manchen Fällen ist es von Vorteil, die in Wasser schwerlöslichen
Farbstoffe, bevor man sie dem Färbebad zufügt, in einem geeigneten, vorzugsweise
einem mit Wasser mischbaren, organischen Lösungs- öder Verteilungsmittel zu lösen
bzw. möglichst gleichmäßig zu verpasten. , Es empfiehlt sich im allgemeinen, in
schwach saurem, z. B. essigsaurem Bade und bei erhöhter Temperatur zu färben, beispielsweise
den Färbeprozeß bei mäßig erhöhter Temperatur, etwa zwischen 40 und 70°, zu beginnen
und bei Siedetemperatur des Färbebades zu beenden. Oft werden auch beim Färben unter
Druck, d. h. in geschlossenem Gefäß bei Temperaturen von Zoo bis 13o°, besonders
wertvolle Ergebnisse erzielt.
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Die obigen Angaben über die verschiedenen Ausführungsformen des Verfahrens
beim Färben gelten sinngemäß auch für das Bedrucken von Polyäcrylnitrilfasern.
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Die nach dem Verfahren erhältlichen Färbungen zeichnen sich im allgemeinen
durch reine Farbtöne, vor allem aber durch sehr gute Echtheitseigenschaften aus.
So werden z. B. Färbungen von sehr guter Lichtechtheit erhalten und auch die Widerstandsfähigkeit
dieser Färbungen gegenüber Behandlungen mit Alkalien, z. B.Waschen in alkalischem
Medium während längerer Zeit, ist überraschend gut. Ebenso besitzen. die Färbungen
eine gute Schweißechtheit. Besonders vorteilhaft erweist sich auch die Eigenschaft
dieser Farbstoffe, im Bade vorhandene Wollfasern zu reservieren, so daß diese Faser
gewünschtenfalls in einem weiteren Bade mit den üblichen Wollfarbstoffen gefärbt
werden kann.
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Die nach dem Verfahren erhältlichen Färbungen können gewünschtenfalls
noch verschiedenen Nachbehandlungen unterworfen werden. So kann man beispielsweise
eine solche Färbung bei mäßig erhöhter Temperatur abseifen oder sie mit oder ohne
Zwischentrocknung nachträglich dämpfen. Als vorteilhaft kann sich auch ein nachträgliches
Erhitzen auf Temperaturen von über ioo°, z. B. 12o bis 13o°, erweisen.
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In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts
anderes angegeben wird, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen
sind in Celsiusgraden angegeben. Beispiel 1 1 Teil des Carbinoles der Formel
wird mit 5 Teilen Chloressigsäure vermischt und in Zoo Teilen Wasser gelöst. Diese
Lösung wird mit Wasser auf 5ooo Raumteile verdünnt und auf 6o° gestellt. In das
so vorbereitete Färbebad geht man
mit ioo Teilen abgekochtem Garn
aus Polyacrylnitrilstapelfaser ein, erhöht die Temperatur innerhalb 1/2 Stunde zum
Kochen und färbt i Stunde bei Kochtemperatur. Dann wird die Färbung gespült, gewünschtenfalls
während io Minuten bei 6o° in einem Bad, das 2 g Seife je 1 Wasser enthält, abgeseift
und getrocknet. Man erhält eine kräftige, rotstichig gelbe Färbung, welche sich
durch hervorragende Lichtechtheit und sehr gute Naßechtheiten auszeichnet.
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Gleichzeitig im Färbebad anwesende Wolle wird rein weiß reserviert.
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Ersetzt man die obengenannte Chloressigsäure durch gleiche Teile 85°/oige
Ameisensäure und verfährt wie beschrieben, so erhält man ein ähnliches Resultat.
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Verwendet man statt der obengenannten Carbinolbase i Teil Fuchsonimoniumchlorid
der Formel
löst es in 3 Teilen 4oo/oiger Essigsäure und 96 Teilen Wasser und färbt wie
beschrieben, so gelangt man zu einer ähnlich guten Färbung. Beispiel 2 i Teil des
Farbstoffes der Formel
wird in ioo Teilen Wasser unter Zusatz von 5 Teilen 4oo/oiger Essigsäure gelöst,
und mit dieser Lösung wird Garn aus Polyacrylnitrilstapelfaser, wie in Beispiel
i beschrieben, gefärbt. Man erhält eine brillante, violette Färbung von ausgezeichneter
Lichtechtheit und vorzüglicher Wasch- und Walkechtheit.
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Beispiel 3 i Teil der freien Carbinolbase des in Beispiel 2 genannten
Farbstoffes wird mit q, Teilen 85o/oiger Ameisensäure angerührt und in 3o Teilen
Wasser durch Aufkochen gelöst. Man rührt diese Lösung in 6o Teile 8oo/oige Gummiarabicumverdickung
und setzt noch 5 Teile 8oo/oaige Weinsäurelösung zu. Mit dieser Druckfarbe bedruckt
man auf der Rouleaudruckmaschine ein Gewebe aus Polyacrylnitrilstapelfaser. Man
trocknet den Druck, dämpft während 3/4 Stunden im Kesseldämpfer bei 1/4 at Überdruck,
spült und seift während io Minuten bei 6o° in o,io/oiger Seifelösung. Es entsteht
ein gut fixierter, licht- und waschechter, violetter Druck. Beispiel q. i Teil der
in Beispiel i genannten Carbinolbase wird mit 3 Teilen 85o/oiger Ameisensäure angerührt
und in ioo Teilen Wasser kochend gelöst. Diese Stammlösung fügt man zu 3goo Teilen
Wasser, gibt i Teil Natriumacetat zu und geht bei go bis ioo° mit ioo Teilen eines
aus endlosen Fäden bestehenden Garnes aus Polyacrylnitril ein. Man färbt in geschlossener
Apparatur unter Druck bei einer Temperatur von 13o° während i Stunde.. Man erhält
eine kräftige, gelbe Färbung von vorzüglichen Echtheitseigenschaften.