DE970581C - Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaft von Gegenstaenden aus aromatischen, unverzweigten Polyestern - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 9. OKTOBER 1958

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaft und insbesondere der Anfärbbarkeit von aus hochmolekularen aromatischen, unverzwei-gten Polyestern hergestellten Fasern, Fäden, Filmen u. dgl. und der aus ihnen erzeugten Waren, wie Geweben u. dgl. Unter aromatischen, unverzweigten Polyestern sollen polymere Verbindungen verstanden werden, welche als wiederkehrende Struktureinheit Estergruppen enthalten, wie sie bei der Veresterung von Terephthalsäure mit zweibasischen Glykolen entstehen und z. B. aus Terephthalsäure oder einem Ester bildenden Derivat derselben und Äthylenglykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol, Hexamethylenglykol und Dekamethylenglykol erhalten werden. Besonders zu nennen ist der Terephthalsäureäthylenglykolpolyester.

Es ist bekannt, daß die genannten Polyester viele vorteilhafte physikalische Eigenschaften, z. B. hohe Dehnungsfähigkeit und Biegsamkeit, hohen Erweichungspunkt und niedrige Löslichkeit in den meisten gewöhnlichen organischen Lösungsmitteln, besitzen.

Im allgemeinen besitzen sie jedoch eine verhältnismäßig geringe Aufnahmefähigkeit für Färbstoffe, die in wäßriger Lösung oder Dispersion vorliegen. Es wurde ferner festgestellt, daß auch das Färben mit Beizfarbstoffen Schwierigkeiten be-

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reitet, da die hierfür benötigten, als Beizen dienenden Metallsalze von den Stoffen schlecht aufgenommen werden.

Es wurde nun gefunden, daß derartige Polyester, insbesondere mit Bezug auf ihre Färbeeigenschaften, verbessert werden.können, indem sie mit den Dämpfen gewisser sauer wirkender, Schwefel enthaltender Verbindungen behandelt werden.

Erfindungsgemäß erfolgt die Behandlung der ίο linear-polymeren aromatischen Polyester mit den Dämpfen von Schwefelsäure, Schwefeltrioxyd oder Chlorsulfonsäure.

Die Behandlung der Polyester mit diesen Dämpfen kann unter den mannigfaltigsten Bedingungen hinsichtlich Zeit, Temperatur und Säuredampf-Konzentration vorgenommen werden, jedoch müssen die Bedingungen so ausgewählt werden, daß die vorteilhaften physikalischen Eigenschaften der Polyester nicht verlorengehen. Die Behandlungszeit,

ao welche von wenigen Sekunden bis zu ι Stunde und länger schwanken kann, ist von der Konzentration der sauer wirkenden Dämpfe und der Temperatur des zu behandelnden Materials abhängig. Die Farbstoffaufnahmefähigkeit des Materials kann dadurch,

as daß man die Behandlung längere Zeit fortsetzt, erhöht werden, jedoch werden die einzelnen Fasern geschwächt, wenn man die Behandlung unter Berücksichtigung der besonderen Verfahrensbedingungen zu lange ausdehnt.

Die Konzentration der sauer wirkenden, Schwefel enthaltenden Verbindungen in dem mit dem Polyester in Berührung kommenden Dampf kann durch den Zusatz eines geeigneten verdünnten Gases, z. B. Luft oder Stickstoff, zu dem Dampf eingestellt werden.

Eine bevorzugte Behandlungsweise besteht z. B. darin, daß man die Polyester Dämpfen von einer Konzentration, welche ο,οΐ bis 0,5 g Schwefelsäureanhydrid je Liter gleichwertig ist, für eine Dauer zwischen 1 und 60 Sekunden und bei einer Temperatur zwischen 15 und 25 ° aussetzt.

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Verbesserung ist anscheinend auf eine Reaktion zurückzuführen, welche zwischen dem Polyester und der sauer wirkenden, schwefelhaltigen Verbindung auf der Oberfläche des Gegenstandes aus dem Polyester auftritt (Einführung von Sulfogruppen). Als Ergebnis dieser Reaktion wird die hydrophobe Natur des Polyesters vermindert und letzterer in dem Maße, wie die Behandlung fortgesetzt wird, fortschreitend hydrophiler. Das erfindungsgemäße Verfahren hat daher eine Verbesserung aller derjenigen Eigenschaften zur Folge, welche von der hydrophilen Natur der Oberfläche des Gegenstandes aus dem Polyester abhängig sind. Das Verfahren liefert auch Erzeugnisse mit verbesserten elektrischen Eigenschaften, insofern, als dieselben weniger dazu neigen, elektrostatische Ladungen anzusammeln.

Die Erfindung ist insofern von besonderer Bedeutung, als sie ein Verfahren offenbart, nach welchem die Farbstoffaufnahmefähigkeit von Fasern und Geweben aus Polyestern und im besonderen gegenüber basischen Farbstoffen in wäßrigen Lösungen verbessert wird. So kann man z. B. unbehandelte Fasern aus Polyester durch wäßrige Lösungen von Malachitgrün, Methylenblau und Bismarckbraun hindurchführen, ohne daß wesentliche Mengen des betreffenden Farbstoffes von den Fasern absorbiert werden. Nach der erfindungsgemäßen Behandlung werden jedoch die Fasern ohne Schwierigkeit mit Farbstoffen der genannten Art aus wäßrigen Lösungen gefärbt.

Fasern aus den unverzweigten Polyestern können auch mit Leichtigkeit mit Beizenfarbstoffen gefärbt werden. Die Beizmetalle, wie Aluminium, Eisen und Chrom, welche von der unbehandelten Faser nur schwierig aufgenommen werden, werden von den erfindungsgemäß behandelten Fasern ohne Schwierigkeit absorbiert, so daß diese dann leicht mit Beizenfarbstoffen in der dafür üblichen Weise gefärbt werden können.

Es ist aus der englischen Patentschrift 683 218 bekannt, 70- bis ooWge Schwefelsäure zur Erhöhung der Anfärbbarkeit von Geweben aus Polyestern zu verwenden. Vermutlich findet hierbei eine teilweise Lösung der Oberfläche des Gewebes sowie eine leichte Hydrolyse des Polyesters statt. Konzentrationen von über etwa 85% Schwefelsäure sollen jedoch gemäß dieser Patentschrift vermieden werden, da sonst unerwünschte Versteifungs- und Pergamentiereffekte auftreten. Es war daher überraschend, daß bei Verwendung von Dampfen von Schwefelsäure usw., d. h. Produkten, die kein Wasser enthalten, eine ausgezeichnete Anfärbbarkeit der Polyestergewebe erzielt wiaxl, ohne daß dabei irgendwelche störenden Versteifungseffekte usw. auftreten. Das vorliegende Verfahren besitzt auch den Vorteil, daß vom Gewebe nur wenig dampfförmige Schwefelsäure aufgenommen wird und die anschließenden Waschvorgänge so 'beträchtlich leichter durchführbar sind. Diese gegenüber dem Verfahren des britischen Patents 683 218 anderen Ergebnisse des vorliegenden Verfahrens beruhen vermutlich auf dem anderen Reaktionsmechanismus desselben; es wird nämlich angenommen, daß durch das vorliegende Verfahren, im Gegensatz zu· dem bekannten Verfahren, bei dem eine teilweise Lösung und Hydrolyse stattfindet, Sulfonsäuregruppen in das Polyestermolekül eingeführt werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen einige Verfahren, nach welchen die Erfindung ausgeführt werden kann.

Beispiel 1

Ein Stück gewebten Tuches aus unverzweigtem Polyester wurde den Dämpfen von rauchender Schwefelsäure, welche 60% Schwefelsäureanhydrid enthielt, aμsgesetzt, indem man es in eine luftgefüllte Kammer mit einem 0,11 g je Liter Schwefeltrioxyd entsprechenden Säuregehalt an Dämpfen bei 20 bis 21⁰ einhing. Nach 30 Sekunden wurde es 1 Minute in fließendem Leitungswasser gewaschen und getrocknet. Wurde das behandelte Gewebe 10 Minuten in eine wäßrige o,5°/oige Lösung von Methylenblau bei 20⁰ eingetaucht, so

wurde es tiefblau gefärbt. Ein ähnliches Stück Gewebe, welches nicht erfindungsgemäß vorbehandelt worden war, adsorbierte praktisch keinen Farbstoff, wenn es dem gleichen Färbevorgang unter- · worfen wurde.

Beispiel 2

Es wurde in ähnlipher Weise, wie es im Beispiel ι beschrieben worden ist, verfahren, nur wurde das Gewebe 1 Sekunde den Dämpfen ausgesetzt. Nach einem Färbevorgang, wie im Beispiel ι beschrieben, hatte das Gewebe eine blaue Färbung mittlerer Intensität angenommen.

B e i s ρ i eT 3

Ein ähnlicher Versuch wie der im Beispiel 1 beschriebene wurde mit einer verringerten Schwefeltrioxydkonzentration von 0,01 g je Liter durchgeführt. Eine 5 Minuten währende Einwirkung lieferte ein Gewebe, welches sich hellblau färben ließ, während bei einer 15 Minuten währenden Einwirkung sich eine Färbung von mittlerer Tiefe ergab, wobei der Färbevorgang in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise erfolgte.

Beispiel4

Das im Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde

mit einer Säurekonzentration» entsprechend 0,30 g je Liter Schwefeltrioxyd bei einer Temperatur von 130⁰ wiederholt. Nach einer Einwirkung von etwa ι Sekunde ließ sich das Gewebe tiefblau färben, wenn es einem Färbeverfahren gemäß Beispiel 1 unterworfen wurde.

In allen vier Beispielen wiesen die gefärbten Gewebe ausgezeichnete physikalische Eigenschaften auf.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Verbesserung der hydrophilen Eigenschaft von aromatischen, unverzweigten Polyestern in Form von Fasern, Fäden, Filmen und daraus hergestellten Gegenständen, wie Gewebe, dadurch gekennzeichnet, daß man die aromatischen, unverzweigten Polyester mit den Dämpfen von Schwefelsäure, Schwefelsäureanhydrid oder Chlorsulfonsäure behandelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Säuredämpfe im Gemisch mit Luft oder Stickstoff anwendet, wobei die Säurekonzentration 0,01 bis 0,5 g Schwefelsäureanhydrid je Liter entspricht, daß die Zeit, während welcher der aromatische Polyester mit den Dämpfen in Berührung ist, zwischen 1 und 60 Sekunden und die Temperatur zwischen 1.5 und 25⁰ beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 683 218.

© 509577/22 10.55 («09 631/7 10.58)