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Verfahren zum Färben von Bändern oder Fäden aus Viskose Zusatz zum
P'atent 916459
Das Hauptpatent 9I6 459 betrifft ein Verfahren zum Anfärben von Fäden
oder Bändern aus Cellulose, wonach in die anzufärbende Viskose unmittelbar vor dem
Verspinnen eine konzentrierte Pigmentsuspension in einer Lösung eines Cellulose
äthers eines Polyalkohols, wie beispielsweise Glycol- oder Propylglycolcellulose,
in verdünnter Natronlauge eingebracht wird, und zwar in Konzentrationen von etwa
3 bis 6 °/o Celluloseäther und etwa 5 bis ioO/o Natriumhydroxyd. Die Einverleibung
solcher Suspensionen in die Viskose ändert die Eigenschaften derselben nicht.
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Es wurde nun gefunden, daß man außergewöhnlich feine Pigmentsuspensionen
in der oben be schriebenen Celluloseätherlösung unter außerordentlich günstigen
Bedingungen erhalten kann, wenn man den Celluloseäther einfärbt, bevor man ihn der
Natronlaugie zugibt.
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Es ist zwar schon ein Verfahren bekanntgeworden, wonach eine möglichst
feine Verteilung der Pigmentteilchen in der Viskose dadurch erzielt wird, daß man
die Pigmentteilchen mit einem wasserlöslichen Dispersionsmittel, gegebenenfulls
unter Verwendung einer kleinen Flüssigkeitsmenge,
durch intensive
mechanische Bearbeitung in eine knet- und walzfähige plastische Masse überführt.
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Hierbei wird infolge der auftretenden inneren Reibung in der zähen
Knet- und Walzmasse eine feine Verteilung der Pigmentteilchen erreicht und jedes
Pigmentteilchen von einer Haut wies wasserlöslichen Dispersionsmittels umgeben.
Werden diese Zubereitungen in die wäßrige Spinnlösung eingebracht, so geht das Dispersionsmittel
in Lösung, und man erhält eine Pigmentsuspension in der Spinnlösung.
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Nach der Erfindung fallen dagegen die Knet-und Walzv-orgänge, die
das vorbekannte Verfahren sehr umständlich machen, ganz weg. Desgleichen wird auch
die Verwendung eines Dispersionsmittels überflüssig, da sich schon beim Lösen des
eingefärbten Celluloseäthers in verdünnter Natronlauge eine sehr feinteilige Pigmentsuspension
bildet, die sich praktisch wie eine kolloidale Lösung verhält, sich leicht filtrieren
läßt und nicht die Spinndüse verstopft. Diese Pigmentsuspension wird der anzufärbenden
Viskose unmittelbar vor dem Verspinnen zugesetzt.
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Die erfindungsgemäß zuerst vorzunehmendeEinfärbung des Celluloseäthers
kann mit Hilfe von Küpenfarbstoffen, beispielsweise der Anthrachinon-oder -Indigoreihe,
in der beim Färben von Rohbaumwolle üblichen Weise durchgeführt werden.
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Zu diesem Zweck wird der gebildete Celluloseäther beim Verlassen
des Reaktionsgefäßes, in dem die Kondensation zwischen dem Epoxyalkanen und der
Alkalicellulose stattgefunden hat, zur Entfernung des überschüssigen Alkalis lediglich
mit bicarbonathaltigem Wasser und anschließend mit Wasser gewaschen. Die feuchte
oder bei Temperaturen unterhalb von 600 getrocknete Masse stellt den gereinigten
Celluloseäther dar. Diesen Celluloseäther bringt man in einen Reduktionsbottich
(der beispielsweise Hydrosulfit oder irgendein anderes bekanntes Reduktionsmittel
enthält) mit dem gewünschten Farbstoff ein und führt die Färbung unter den beim
Färben von Baumwolle oder irgendeiner Rohzellwolle üblichen Temperatur- und Badbedingungen
durch. Das gefärbte Gut wird aus der Küpe herausgenommen, reoxydiert und gewaschen,
wobei ein mit dem Küpenfarbstoff gefärbter Celluloseäther erhalten wird.
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Dabei muß man lediglich darauf achten, daß die Färbung nicht in Gegenwart
einer sehr großen Natriumhydroxydmenge durchgeführt wird, da sonst der Celluloseäther
gelatinieren-könnte.
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Nach dem Anfärben ist der Celluloseäther -selbst nach dem Trocknen
- noch immer in verdünnter Natronlauge löslich, und die Lösung bildet mit dem entsprechenden
Küpenfarbstoff dabei eine so feine Suspension, daß sie sich praktisch wie eine kollodiale
Lösung verhält. Diese Lösung läßt sich leicht filtrieren und verstopft nicht die
Spinndüsen.
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Sodann fügt man die gefärbte Celluloseätherlösung nach Einstellung
auf die vorgeschriebene Äther- und Ntatronlaugekonzentration der Viskosemasse zu,
und zwar vor der Verformung zu Fäden oder Bändern und vermischt alles sorgfältig.
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Die bestimmte Farbmenge, die schließlich auf der Cellulosefaser fixiert
werden soll, hängt von der Affinität des Celluloseäthers zum Küpenfarbstoff ab;
da die Celluloseäthermenge, die in die Viskose eingeführt werden kann, begrenzt
ist, kann die Farbintensität, die auf der Faser erreicht wird, einen gewissen Wert
nicht übersteigen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist also da wirklich mit Vorteil
anwendbar, wo es sich um die Färbung von Viskosemassen in verhältnismäßig hellen
Farbtönen handelt. Es bietet bei der Erzeugung dieser Farbtöne bedeutende Vorteile,
wie leichte Filtrierbarkeit und Verspinnbarkeit, und als deren Folge die Erzielung
sehr gleichmäßiger Färbungen.
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Zuerst vorzunehmende Einfärbung von Celluloseäthern kann man auch
mit Hilfe von unlöslichen Azofarbstoffen, die auf der Faser entwickelt werden, unter
Bedingungen, wie sie beim Färben von Baumwolle üblich sind, durchführen.
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Zu diesem Zweck fixiert man zunächst in schwach alkalischem Medium
lauf dem Celluloseäther eine Verbindung der Naphtholreihe und entwickelt anschließend
mit Hilfe einer diazotierten Base den Farbstoff.
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Es ist bekannt, daß die auf diese Weise erhaltenen Farbstoffe hinsichtlich
ihrer Beständigkeit gegenüber Licht und Chemikalien den Anthrachinonfarbstoffen
gleichzusetzen sind.
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Die in der Weise angefärbten Celluloseäther, wie beispielsweise Glycol-
oder Propylglycolcellulose, bleiben auch weiterhin in verdünnter Natronlauge löslich,
und die auf der fibrösen Form des Celluloseäthers fixierten Farbstoffe analog den
Anthrachinonfarbstoffen bilden in der Lösung eine außerordentlich feine Suspension,
die sich wie eine kolloidale Lösung verhält.
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Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die angegebenen Farbstoffe
beschränkt. Vielmehr können auch andere Farbstoffe in die Cellulose eingearbeitet
werden.
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Beispiel I Man stellt aus 30 Gewichtsteilen Orange Solsnthren N.
4. J., (N. I276 der Schultz-Tabelle, 7. Auflage), 500 Gewichtsteilen Wasser und
den notwendigen Mengen an Natriumhydroxyd und Natriumhydrosulfit bei einer Temperatur
von 50 bis 600 eine Mutterküpe her.
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Weiterhin stellt man aus IOOO Gewichtsteilen getrocknetem Celluloseäther
und IOOOQ Gewichtsteilen heißen Wassers eine Suspension her, die man so lange rührt,
bis die zu dispergierende Verbindung und die Agglomerate, die dem Durchdringen des
Farbstoffes hinderlich würden, vollkommen durchfeuchtet sind.
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Diesem Farbbad wird etwas Natriumhydrosulfit und Natriumhydroxyd
zugefügt und anschließend unter Rühren und Erwärmen auf 500 die Mutterküpe zugegeben.
Man färbt 5/4 Stunden, fügt 5Q dann 20 g Kochsalz pro Liter hinzu und erhöht die
Temperatur auf 600. Die Alkalität und das Reduktionsvermögen des Reaktionsmediums
werden dadurch aufrechterhlalten, daß während des Färbe-
prozesses
die notwendigen Natriumhydrosulfitmengen zugegeben werden. Dabei soll jedoch, um
ein Gelatinieren des faserförmigen Celluloseäthers zu vermeiden, der p-Wert von
9,5 nicht überschritten werden.
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Man wäscht das Verfahrensprodukt zur Entfernung der Elektrolyte und
Reoxydation der Farbe ausgiebig mit Wasser und trocknet es anschließend an der Luft.
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Das Produkt wird zur Herstellung natriumhydroxydhaltiger- Lösungen
verwendet, mit denen die Viskose nach dem im Hauptpatent beschriebenen Verfahren
gefärbt wird. In diesen Lösungen liegt, die Farbstoffkomponente in nahezu kolloidalem
Zustand vor.
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Nach dem gleichen Verfahren können Ather mit allen Küpenfarbstoffen
der Anthrachinon- und Indigoreihe angefärbt werden. Bei der Herstellung der Küpe
und bei der Färbung müssen lediglich die veränderten Temperaturen beachtet werden,
die vom Hersteller des Farbstoffes angegeben sind.
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Beispiel 2 5 Gewichtsteile Naphthazol NRL (Kondensationsprodukt von
p-Anisidin mit ,ß-Cxynaphfflolsäure) werden in 5 Gewichtsteilen Alkohol, 2,5 Gewichtsteilen
Natronlauge (360 Be) und 10 Gewichtsteilen Wasser gelöst und diese Lösung mit Wasser,
das die notwendige Menge Natriumhydroxyd enthält, um das Naphthazol in Lösung zu
halten, auf 750 Gewichtsteile verdünnt.
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Dieser Lösung gibt man 200 Gewichtsteile feuchter Propylglycolcellulose,
die in der oben beschriebenen Weise gereinigt worden ist, zu, was etwa 50 Gewichtsteilen
trockenen Produktes entspricht, und rührt t/2 Stunde, um den Äther gut in der Flüssigkeit
zu verteilen. Der Äther liegt in faseriger Form vor, da er in der angewandten schwachen
Natronlauge nicht löslich ist. Er absorbiert das Naphthazol in gleicher Weise wie
Rohbaumwolle.
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Danach trocknet man das Zwischenprodukt an der Luft und wäscht es
dreimal mit je 506 Gewichtsteilen Wasser, in dem 50 GewichtsteiLe Kochsalz gelöst
sind, womit das nicht auf der fibfösen Form des Celluloseäthers fixierte Naphthazol
sausgesalzen werden soll. Anschließend entwickelt man auf dem so grundierten Celluloseäther
den Farbstoff mit einer Diazobase, die wie folgt hergestellt wird: 2,5 Gewichtsteile
der Base Orange NJS (N. 49 A der 2. Ergänzung der Schultz-Tabelle von I939) löst
man in 5 Gewichtsteilen Wasser und 3 Gewichtsteilen Salzsäure von 20D Be und verdünnt
mit 50 Gewichtsteilen Wasser. Die auf dieseWeise erhaltene Lösung diazotiert man
bei einer Temperatur unterhalb von 100 mit I,I8 Gewichtsteilten Natriumnitrit, das
in 50 Gewichtsteilen Wasser gelöst ist. Nach 1/4stündiger Diazotierung neutralisiert
man mit einer Lösung von 2,5 Gewichtsteilen Natriumacetat in IO Gewichtsteilen Wasser
und gibt danach 0,8 Gewichtsteile Eisessig hinzu.
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Diese Diazolösung wird mit Wasser auf 800 Gewichtsteile aufgefüllt
und sodann der mit dem Naphthazol grundierte Celluloseäther hinzugegeben.
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Augenblicklich entwickelt sich eine schöne rote Farbe. Man rührt einen
Augenblick, damit sich der Ather in der Diazolösung gut verteilt. Dann wird das
gefärbte Produkt gründlich mit Eiswasser und anschließend mit heißem Wasser gewaschen
und in der Zentrifuge luftgetrocknet.
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Auf diese Weise wird ein Celluloseäther gewonnen, der in einem Farbton
gefärbt ist, der allen physikalischen oder chemischen Mitteln gegenüber außerordentlich
beständig ist, und welcher, wie schon gesagt, in verdünnter Natronlauge eine nahezu
kolloidal wirkendeFarbstoffsuspension liefert. Diese Suspension wird man der Viskose
vor dem Verspinnen zugeben und auf Fäden, Bänder oder Filme verarbeiten, die in
sehr beständigen Farben gefärbt sind, welche ohne Veränderung alle auf das Verspinnen
folgenden und zur Herstellung von Fäden, Bändern oder Filmen aus Viskose notwendigen
Behandlungen überstehen.
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Das Verfahren kann auf alle Derivate des Naphthazols angewandt werden,
die auf den Cellulosefasern haften und mit allen in -Frage kommenden Diazobasen-
kuppeln. Man hat lediglich unter den zahlreichen handelsmäß ig hergestellten Produkten
diejenigen auszuwählen, die Farben gewünschter Widerstandsfähigkeit bilden.